Федеральное агентство по образованию
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра информатики и вычислительной техники
Реферат на тему
”Аппаратные средства вывода графической информации.
Средства визуального отображения графической информации."
Выполнили: студентки группыПИ-202
Проверила:
Тольятти, 2009
Введение
Стандартным устройством выводаграфической информации в компьютере IBM считается система, которая состоит измонитора и видеокарты.
Монитор.
Размер монитора измеряется подиагонали в дюймах. Мониторы имеют размер от 10 до 21 дюйма. Существуютмонохромные (черно-белые) и цветные мониторы.
Видеокарта.
Основные компоненты видеокарты — это видеопроцессор и видеопамять.
Видеопроцессор — это специальнаямикросхема, которая реагирует на команды управления экраном. От свойстввидеопроцессора зависит скорость, с которой выполняются операции с графическимиобъектами на экране.
Видеопамять — это частьоперативной памяти для хранения сформированного изображения. От объемавидеопамяти зависит доступное графическое и цветовое разрешение.
Графическое разрешение экрана.
Экран состоит из отдельных точекизображения, которые называются пикселами. Количество точек изображения (пикселов),размещающихся на экране по горизонтали и вертикали определяет графическоеразрешение экрана. Графическое разрешение зависит от свойств монитора ивидеокарты.
Стандартный ряд графическихразрешений: 320х200, 640х480, 800х600, 1024х768, 1152х864, 1200х1024, 1600х1200и т.д. Минимальным графическим разрешением для Windows95 считается 640 пикселовпо горизонтали и 480 пикселов по вертикали (640х480).
От разрешающей способностимонитора зависит качество изображения. Чем выше разрешение экрана, тем меньшеразмер каждого пиксела, тем выше четкость изображения.
Цветовое разрешение экрана.
Количество одновременновоспроизводимых цветов на экране называется цветовым разрешением экрана.
Минимальное требованиеоперационной системы Windows 95 16 цветов.
Таблица 1: Связь между размерамифайла и разрешением изображения
Графическое разрешение Цветовоеразрешение Размер файла
640х480 256 300 Кбайт
640х480 Более65000 600 Кбайт
640х480 Более16 млн. 900 Кбайт
Современные компьютеры обладаютудивительными возможностями воздействия на наши органы чувств. Все три основныесенсорные системы, которые различают психологи, — визуальная, аудиальная икинестетическая (телесные ощущения) — принимают информацию от компьютера: мынаблюдаем великолепное изображение на экране, слышим потрясающийпространственный звук из динамиков и даже ощущаем вибрацию и рывки прииспользовании джойстиков и рулей с силовой обратной связью.
Хотим мы того или нет, но ПК скаждым годом превращаются во все более совершенные средства для созданиявиртуальной реальности. Чего стоит одна только трехмерная графика, не говоря ужоб объемном звучании с точным позиционированием десятков источников звуковыхколебаний в трехмерном пространстве вокруг слушателя!
Общие тенденции
На протяжении последних двадцатилет компьютерной эволюции мы наблюдаем процесс распределения вычислительноймощности по узлам компьютера — специализированные процессоры появились вграфических адаптерах, звуковых платах, сетевых контроллерах и даже вподсистемах внешней памяти, например в RAID-контроллерах. Впрочем, несколькораз фирмы громогласно объявляли о повороте этой тенденции вспять, ссылаясь напоявление новых ЦП, способных заменить специализированные сигнальные процессоры.Так, корпорация Intel в середине 1990-х гг. в поддержку архитектуры P6выдвинула инициативу Native Signal Processing, а Apple после перевода Macintoshна PowerPC организовала выпуск интерфейса GeoPort, позволяющего подключать ккомпьютеру недорогие неинтеллектуальные коммуникационные устройства.
Постепенно и незаметно во второйполовине 1990-х гг. унификация перешла с аппаратного уровня на программный. Например,если в начале 90-х все выпускаемые графические контроллеры должны были бытьсовместимыми по регистрам ввода-вывода с VGA, а звуковые платы — с SoundBlaster, то сегодня такая совместимость соблюдается редко — производителитеперь следят за тем, чтобы обеспечить правильное взаимодействие адаптера сдрайверами DirectX.
Отметим, что основныезаконодатели мод в компьютерной индустрии (корпорации Intel и Microsoft) невсегда согласуют свои усилия. Например, в 1998 г. Microsoft выпустила системуWindows 98, которая позволяет одновременно использовать несколько графическихплат PCI, а Intel к тому моменту уже вовсю переводила графические контроллерына новую шину AGP.
Мониторы
В развитии ЭЛТ-мониторов запоследние 10 лет революционных изменений не происходило, но наблюдались пятьпримечательных процессов: переход на стандарты безопасности (MPR, TCO и др.),внедрение системы VESA DDC для передачи информации о параметрах монитора вкомпьютер, увеличение частоты обновления экрана, снижение энергопотребления иулучшение эргономических характеристик. Все перечисленные стандарты итехнологии внедрялись постепенно, причем зачастую одновременно, поэтому мыупоминаем их в произвольном порядке.
Малоизлучающие мониторы,отмеченные значками MPR II и TCO-92, в начале 1990-х гг. существенно снизилиутомляемость при длительной работе за экраном. Благодаря стандарту VESA DDCдисплеи присоединились к длинному перечню устройств класса PnP: система Windowsначиная с версии 95 ограждает пользователя от случайной установки чрезмерножестких графических режимов, выводящих частоты синхронизации монитора запредельные значения.
С увеличением диапазонов частотгоризонтальной и вертикальной развертки в 90-х гг. увеличилось максимальноеразрешение, а частота обновления изображения возросла до уровня 85-100 Гц, прикотором большинство пользователей не замечают мерцания. После внедрениятехнологий энергосбережения отпала необходимость отдельно включать и выключатьпитание системного блока компьютера и монитора.
Многочисленные ручки и кнопкинастройки на мониторах уступили место удобным экранным меню, а некоторые фирмы(например, Mitsubishi) даже применили USB-интерфейс для того, чтобыпользователь мог настраивать монитор из программы. Среди изобретений последнихлет отметим систему LightFrame фирмы Philips, которая аппаратным способомувеличивает яркость картинки в отдельных областях экрана, и ее аналоги отдругих производителей.
Примерно до конца 1990-х гг. фирмыпродолжали создавать новые варианты электронных пушек и масок, но в нынешнемдесятилетии мало кто из производителей всерьез занимается совершенствованиемЭЛТ-технологии, гораздо больше внимания уделяя ЖК-дисплеям.
Благодаря быстрому снижению цен,ЖК-мониторы за последние год-два в глазах большинства покупателей превратилисьиз недоступных принцев/принцесс в спутников жизни. Приятно, что расширениеуглов обзора и увеличение контрастности сопровождалось удешевлением матриц. Схемыуправления ЖК-мониторами цифровые по своей природе, поэтому именноЖК-технология принесла в мониторы цифровые интерфейсы DVI.
Сегодня ЖК-мониторы уверенновытесняют ЭЛТ во многих областях применения, кроме самых недорогих компьютерови станций для графических работ и предпечатной подготовки, где требуется точнаяцветопередача.
В последний год на рынкепоявились большие ЖК-панели размером до 42 дюймов по диагонали, которые должнысоставить серьезную конкуренцию плазменным панелям.
LCD-мониторы
LCD (Liquid Crystal Display,жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидкомсостоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущимикристаллическим телам. Жидкие кристаллы были открыты давным-давно, ноизначально они использовались для других целей. Молекулы жидких кристаллов подвоздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этогоизменять свойства светового луча проходящего сквозь них. Основываясь на этомоткрытии и в результате дальнейших исследований, стало возможным обнаружитьсвязь между повышением электрического напряжения и изменением ориентациимолекул кристаллов для обеспечения создания изображения. Первое свое применениежидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, азатем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, врезультате прогресса в этой области, начинают получать все большее распространениеLCD-мониторы для настольных компьютеров. Далее речь пойдет только отрадиционных LCD-мониторах, так называемых Nematic LCD.
Экран LCD-монитора представляетсобой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которые могутманипулироваться для отображения информации. LCD-монитор имеет несколько слоев,где ключевую роль играют две панели сделанные из свободного от натрия и оченьчистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которыесобственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. На панеляхимеются бороздки, которые направляют кристаллы, сообщая им специальнуюориентацию. Бороздки расположены таким образом, что они параллельны на каждойпанели, но перпендикулярны между двумя панелями. Продольные бороздки получаютсяв результате размещения на стеклянной поверхности тонких пленок из прозрачногопластика, который затем специальным образом обрабатывается. Соприкасаясь сбороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всехячейках. Молекулы одной из разновидностей жидких кристаллов (нематиков) вотсутствии напряжения поворачивают вектор электрического (и магнитного) поля втакой световой волне на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной осираспространения пучка. Две панели расположены очень близко друг к другу. Жидко-кристаллическаяпанель освещается источником света (в зависимости от того, где он расположен,жидко-кристаллические панели работают на отражение или на прохождение света). Плоскостьполяризации светового луча поворачивается на 90° при прохождении одной панели.
Устройство LCD-экрана
При появлении электрическогополя, молекулы жидких кристаллов частично выстраиваются вдоль поля и на уголповорота плоскости поляризации света становится отличным от 90°.
Для вывода цветного изображениянеобходима подсветка монитора сзади так, чтобы свет порождался в задней частиLCD-дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение схорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цветполучается в результате использования трех фильтров, которые выделяют изизлучения источника белого света три основные компоненты. Комбинируя триосновные цвета для каждой точки или пикселя экрана, появляется возможностьвоспроизвести любой цвет.
Первые LCD-дисплеи были оченьмаленькими, около 8 дюймов, в то время как сегодня они достигли 15" размеровдля использования в ноутбуках, а для настольных компьютеров производятся 19″и более LCD-мониторы. Вслед за увеличением размеров следует увеличениеразрешения, следствием чего является появление новых проблем, которые былирешены с помощью появившихся специальных технологий, все это мы опишем далее. Однойиз первых проблем была необходимость стандарта в определении качестваотображения при высоких разрешениях. Первым шагом на пути к цели былоувеличение угла поворота плоскости поляризации света в кристаллах с 90° до 270°.
В будущем следует ожидатьрасширения вторжения LCD-мониторов на рынок, благодаря тому факту, что сразвитием технологии конечная цена устройств снижается, что дает возможностьбольшему числу пользователей покупать новые продукты.
Вкратце расскажем о разрешенииLCD-мониторов. Это разрешение одно и его еще называют native, оно соответствуетмаксимальному физическому разрешению CRT-мониторов. Именно в native разрешенииLCD-монитор воспроизводит изображение лучше всего. Это разрешение определяетсяразмером пикселей, который у LCD-монитора фиксирован. Например, еслиLCD-монитор имеет native разрешение 1024×768, то это значит, что накаждой из 768 линий расположено 1024 электродов, читай пикселей. При этом естьвозможность использовать и более низкое, чем native, разрешение. Для этого естьдва способа. Первый называется «Centering» (центрирование), сутьметода в том, что для отображения изображения используется только то количествопикселей, которое необходимо для формирования изображения с более низкимразрешением. В результате изображение получается не во весь экран, а только всередине. Все неиспользуемые пиксели остаются черными, т.е. вокруг изображенияобразуется широкая черная рамка. Второй метод называется «Expansion»(растяжение). Суть его в том, что при воспроизведении изображения с болеенизким, чем native, разрешением используются все пиксели, т.е. изображениезанимает весь экран. Однако из-за того, что изображение растягивается на весьэкран, возникают небольшие искажения, и ухудшается резкость. Поэтому, привыборе LCD-монитора важно четко знать какое именно разрешение вам нужно.
Отдельно стоит упомянуть ояркости LCD-мониторов, так как пока нет никаких стандартов для определениятого, достаточной ли яркостью обладает LCD-монитор. При этом в центре яркостьLCD-монитора может быть на 25% выше, чем у краев экрана. Единственный способопределить, подходит ли вам яркость конкретного LCD-монитора, это сравнить егояркость с другими LCD-мониторами.
И последний параметр, о которомнужно упомянуть, это контрастность. Контрастность LCD-монитора определяетсяотношением яркостей между самым ярким белым и самым темным черным цветом. Хорошимконтрастным соотношением считается 120: 1, что обеспечивает воспроизведениеживых насыщенных цветов. Контрастное соотношение 300: 1 и выше используетсятогда, когда требуется точное отображение черно-белых полутонов. Но, как и вслучае с яркостью пока нет никаких стандартов, поэтому главным определяющимфактором являются ваши глаза.
Стоит отметить и такуюособенность части LCD-мониторов, как возможность поворота самого экрана на 90°,с одновременным автоматическим разворотом изображения. В результате, например,если вы занимаетесь версткой, то теперь лист формата A4 можно полностьюуместить на экране без необходимости использовать вертикальную прокрутку, чтобы увидеть весь текст на странице. Правда, среди CRT-мониторов тоже есть моделис такой возможностью, но они крайне редки. В случае с LCD-мониторами, этафункция становиться почти стандартной.
К преимуществам LCD-мониторовможно отнести то, что они действительно плоски в буквальном смысле этого слова,а создаваемое на их экранах изображение отличается четкостью и насыщенностьюцветов. Отсутствие искажений на экране и массы других проблем свойственныхтрадиционным CRT-мониторам. Добавим, что потребляемая и рассеивая мощность уLCD-мониторов существенно ниже, чем у CRT-мониторов.
Главной проблемой развитиятехнологий LCD-для сектора настольных компьютеров, похоже, является размермонитора, который влияет на его стоимость. С ростом размеров дисплеев снижаютсяпроизводственные возможности. В настоящее время максимальная диагональLCD-монитора пригодного к массовому производству достигает 20″, а недавнонекоторые разработчики представили 43″ модели и даже 64″ моделиTFT-LCD-мониторов готовых к началу коммерческого производства.
Но похоже, что исход битвы междуCRT и LCD-мониторами за место на рынке уже предрешен. Причем не в пользуCRT-мониторов. Будущее, судя по всему, все же за LCD-мониторами с активнойматрицей. Исход битвы стал ясен после того, как IBM объявила о выпуске мониторас матрицей, имеющей 200 пикселей на дюйм, то есть с плотностью в два разабольше, чем у CRT-мониторов. Как утверждают эксперты, качество картинкиотличается так же как при печати на матричном и лазерном принтерах. Поэтомувопрос перехода к повсеместному использованию LCD-мониторов лишь в их цене.
Тем не менее, существуют идругие технологии, которые создают и развивают разные производители, инекоторые из этих технологий носят название PDP (Plasma Display Panels) илипросто «plasma» и FED (Field Emission Display).
СRT-мониторы
Сегодня самый распространенныйтип мониторов это CRT (Cathode Ray Tube) мониторы. Как видно из названия, воснове всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но это дословныйперевод, технически правильно говорить электронно-лучевая трубка (ЭЛТ).
Рассмотрим принципы работыCRT-мониторов. CRT или ЭЛТ-монитор имеет стеклянную трубку, внутри которойнаходится вакуум, т.е. весь воздух удален. С фронтальной стороны внутренняячасть стекла трубки покрыта люминофором (Luminofor). В качестве люминофоров дляцветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельныхметаллов — иттрия, эрбия и т.п.
Люминофор это вещество, котороеиспускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для созданияизображения в CRT-мониторе используется электронная пушка, которая испускаетпоток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннююповерхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветнымилюминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубкипроходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие попринципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большуюэнергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора. Электроныпопадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется всвет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Этисветящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашеммониторе. Как правило, в цветном CRT-мониторе используется три электронныепушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которыесейчас практически не производятся и мало кому интересны.
Все мы знаем или слышали о том,что наши глаза реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) исиний (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов.
Люминофорный слой, покрывающий фронтальнуючасть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолькомаленьких, что человеческий глаз их не всегда может различить). Этилюминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типаразноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда иназвание группы из люминофорных элементов — триады).
Люминофор начинает светиться,как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которыесоздаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одномуиз основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофор,чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и врезультате формируется изображение с требуемым цветом. Например, еслиактивировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинациясформирует белый цвет.
Графические платы.
Отвечая на вопрос, что первично,алгоритм или аппаратура, разработчики графических плат наверняка назовуталгоритм. Исторически получилось так, что акселераторы двухмерной графикипоявились как средство для ускорения операций прорисовки прямоугольников и ихзаливки цветом при выводе окон в Windows 3. x. Трехмерные графическиеакселераторы разрабатывались под стандартные алгоритмы построения3D-изображений путем расчета каркасов и обтягивания их текстурами, что нашлоотражение, например, в специализированных вершинных и пиксельных процессорах.
В развитии графических плат запоследнее десятилетие наблюдались тенденции увеличения объема видеопамяти,разрядности представления цвета, разрешения, а также расширения диапазоначастот синхронизации. Система Windows, как мы уже упоминали, стимулировалавнедрение акселераторов двумерной графики, а компьютерные игры служатдвигателем постоянного совершенствования 3D-акселераторов.
Любопытно, что первые3D-ускорители (пионером в данной сфере стала фирма 3dfx) выполнялись отдельноот традиционной графической платы и подсоединялись к ее выходу через обычный15-контактный VGA-разъем. Сегодня 2D — и 3D-акселераторы объединены не толькона одной плате, но и в одном кристалле графического процессора (ГП), причем3D-акселераторы по скорости своего развития заметно опережают центральныепроцессоры. Судите сами: ЦП Pentium 4 содержит 54 млн. транзисторов, а мощныеГП фирм ATi Technology и NVIDIA — свыше 100 млн. каждый!
История внедрения шины AGPизобилует поучительными примерами. Когда Intel разрабатывала спецификацию AGP,она расположила разъем довольно далеко от крепежной скобы, и фиксирующий еевинт не мог надежно удержать графическую плату в гнезде. Когда выяснилось, чтоAGP-адаптеры часто вываливаются из разъемов (чаще всего из-за вибрации притранспортировке компьютера), Intel была вынуждена доработать стандарт,предусмотрев защелку для фиксации платы в гнезде.
Интересна судьба разъема AGPPro, предназначенного для особо мощных профессиональных графических адаптеров. Отобычного AGP он отличается дополнительными контактами для подачи напряженияпитания. Увы, производители популярных 3D-акселераторов проигнорировалистандарт AGP Pro, предпочтя оснащать свои платы отдельным разъемом для усиленияшин питания.
С 1997 г. сменилось трипоколения AGP-портов, в результате чего кратность передачи данных выросла с 2Xдо 8X. Опыт использования скоростной передачи информации по AGP, накопленныйспециалистами Intel, помог им внедрить нынешнюю системную шину процессораPentium 4, устойчиво работающую на невиданной ранее частоте 800 МГц! По сути,графические платы стали полигоном для испытания новых технологий, — в частности,именно в них впервые появилась память DDR и DDR-2. Скоро на смену AGP придетшина PCI Express, но прогнозы по развитию компьютеров мы осветим в следующемномере.
Большинство современныхграфических плат имеют два выхода (как правило, DVI и VGA) и позволяютподключать одновременно два монитора, хотя эта функция пока используетсянечасто.
Мультимедиа-проекторы.
Почему наше восприятиеизображения от монитора и проектора различается столь сильно, неужели проекторыдают намного более высокое качество? Дело здесь, скорее всего, в психологиизрителя — каждый знает, что фильмы на телеэкране и в кинотеатре воспринимаютсясовсем по-разному.
За пять последних лет проекторыпрошли огромный путь эволюции, распространившись не только по кинотеатрам иконференц-залам, но и по клубам, дискотекам, переговорным комнатам и учебнымаудиториям. На очереди — наши квартиры. Пока самый дешевый проектор стоитпримерно на порядок больше самого дешевого монитора, но проекторы становятсянамного выгоднее мониторов (и телевизоров) в том случае, если нужно получитьизображение с диагональю более метра.
Каждый год мы отмечаемувеличение паспортного светового потока и контрастности с одновременнымснижением массы мультимедиа-проекторов. Растет и номинальный срок службы ламп: еслидва года назад он не превышал 2000 ч, то сегодня можно найти устройства сресурсом лампы 4 и даже 6 тыс. ч. Производители наконец-то обратили внимание нашумность — за последние два года она снижена благодаря применению специальныхвентиляторов и систем регулировки скорости их вращения в зависимости от нагреваустройства. В экранном меню появились средства цифровой коррекциитрапециевидных искажений не только по вертикали, но и по горизонтали.
Все чаще в проекторахустанавливают гнезда для карточек памяти, в ряде случаев избавляющих докладчикаот необходимости носить с собой блокнотный ПК. Отметим еще одну тенденцию — фирмыначали упрощать экранные меню, превращая проекторы из инструментовпрофессионала в бытовые приборы.
Как и три года назад, большаячасть проекторов сегодня выполняется по LCD-технологии, но ее конкуренты впоследнее время сильно выросли. Технология DLP (Digital Light Processing) постепенноукрепляет свои позиции, особенно среди устройств массой до 2 кг. LCOS-проекторы(Liquid Crystal On Silicon — ЖК на кремнии) в последние год-полтора перешли изразряда опытных образцов в серийные изделия.
Плазменные панели.
Плазменные панели получилидовольно широкое распространение в больших телевизорах и всевозможных табло. Ихключевое преимущество перед конкурирующими средствами отображения информации — высокаяяркость — востребовано в условиях естественного освещения. Отметим и сочныенасыщенные краски с широкой цветовой гаммой, которые привлекают любителейсмотреть кино на большом экране. Панели развиваются по пути увеличениядиагонали и удешевления технологии производства. В качестве компьютерныхмониторов плазменные панели используются редко в силу невысокого разрешения.
Какую выбрать видеокарту?
Чтобы правильно выбратьвидеокарту, нужно понять, зачем она нужна. Мощь видеокарты нужна в основном дляигр с хорошей графикой, а для программ, просмотра фильмов, и простеньких игрподойдет и слабая. Видеокарта, по-другому ее называют графический процессор,формирует изображение и выводит его на монитор. Она так же должна подходитьматеринской плате. Если вы думаете при слабой видеокарте качество изображенияна мониторе будет плохое, то вы ошибаетесь. Сейчас все, даже самые дешевыевидеокарты обеспечат хорошее изображение. Ну а дорогие и мощные видеокартынужны для того чтобы можно было играть в новые игры с 3D графикой. Так что есливы человек далекий от игр хорошим и экономным вариантом будет выбрать слабуювидеокарту.
Виды видеокарт.
Видеокарты бывают двух видов: PCIи AGP. AGP — это утаревший тип видеокарт, он отличается от PCI тем, что на AGPта часть, которая вставляется в материнскую плату, имеет 2 выреза, а на PCI — 1.Видеокарту типа PCI невозможно вставить в разъём на материнской плате типа AGP.Итак, какую видеокарту выбрать. Основной показатель видеокарты — объем еепамяти, измеряется в МегаБайтах, так же есть еще один показатель — скоростьшины, я вам не советую покупать видеокарту со скоростью шины менее 128 бит всекунду. У меня стоит видеокарта GeForce 4 объем памяти — 64 Mb, скорость шины- 128 бит в секунду.
Если вас не интересуют игры,можете выбрать слабую видеокарту.
Как видите, даже такая слабаявидеокарта может обрабатывать игры с неплохой графикой. Существуют материнскиеплаты со встроенной видеокартой, с таким вариантом вы не сможете играть, практически,ни в какие игры. Нужно заметить, что для воспроизведения фильмов мощьвидеокарты не нужна, следовательно, для того чтобы смотреть фильмы подойдетлюбая, если, конечно, не лезть в «древнюю историю» компьютеров. Всеже я вам не советую брать видеокарту слабее 64 Мб, прочем в магазинах такиефразы как видеокарта 64 Мб уже давно ушли в историю. Единственный способ найтислабенькую и дешевую видеокарту — взять ее б / у.
Одним из первых шагов вулучшении существующих качеств Вашего компьютера является покупка видеокартыдля Вашего компьютера. Если Вы купили компьютер в собранном виде в магазинерозничной торговли или компьютерном сетевом магазине, вероятно, Ваш компьютеримеет интегрированный графический процессор.
Что это будет означать для Вас? Интегрированныйграфический процессор — это типичная электронная микросхема, которая используетсвою память совместно с существующей системной памятью Вашего компьютера. Онавмонтирована в материнскую плату и по качеству находится ниже некоторыхпоколений последних графических карт. Даже если Вы не играете в компьютерныеигры или не проектируете графики, Вы почувствуете существенное увеличениескорости, модернизируя ваш компьютер установкой современной графической карты. Графическаякарта обрабатывает все команды для того, чтобы создавать графику в Вашейсистеме, при этом оставляя процессор для выполнения других задач. Графическаякарта имеет свою собственную память, которая намного быстрее системной памяти,и, таким образом, Ваш компьютер имеет больше доступной памяти для выполнениядругих задач.
В то время как есть большоеколичество производителей графических карт, существует всего две крупныекомпании, производящие микропроцессоры, которые используются в этих графическихкартах — ATI и NVIDIA. Эти микросхемы известны как GPU's (Graphics ProcessingUnits). Вы встретите такие популярные марки, как Radeon, All-in-Wonder иCrossfire — изготовленные ATI; и NForce, GeForce и Quadro — изготовленныеNVIDIA.
Когда Вы покупаете графическуюкарту, Вам необходимо узнать вид разъемов для видеокарт на Вашей материнскойплате. Существует три вида разъемов для видеокарт: PCI, AGP и PCI-E. Почтикаждая материнская плата имеет доступный PCI слот. Но интерфейс PCI не особеннобыстр по сравнению с другими вариантами, поэтому посмотрите, можете ли Выиспользовать AGP или PCI-E. В противном случае, сначала рассмотритемодернизацию Вашей материнской платы, чтобы использовать в своих интересахболее высокие скорости. AGP слот обычно окрашивается в зеленый цвет.
Вам нужно будет узнать от изготовителяВашей материнской платы, может ли ваш AGP слот оперировать с самыми быстрымиAGP картами (8X), вместо более медленных карт (4X и 2X). Если Вы имеетедовольно новую систему, то, скорее всего, у Вас есть PCI-E (PCI-Express) слот. Этопозволит Вам использовать самые быстрые графические карты на сегодняшнем рынке.Однако знайте, тем не менее, что эти графические карты могут быть болеедорогими.
Второй фактор, которыйувеличивает цену графической карты, — количество памяти, которую имеет карта. Типичныйинтегрированный графический процессор имеет 32 Мб, но графические карты могутиметь от 64 Мб до 512 Мб. Чем больше памяти, тем больше вероятность, что Вашкомпьютер будет оперировать с графикой с легкостью и без особых затрат времени.Это также позволит более быстрое переключение приложений или клавиш табуляции,и это особенно полезно для игр, которые могут иметь сотни фреймов, сохраняемыхв памяти каждую секунду. У трехмерных игр, типа стрелков в первом лице исимуляторов полета, особенно интенсивная память.
Последний фактор — свойства, вкоторых Вы, возможно, будете нуждаться. Графические карты предлагаютSuper-Video выход, TV-tuner вход (для того, чтобы записывать видео длямультимедийных проектов) и многие другие свойства. Убедитесь в том, что Вашаграфическая карта может сделать все, что Вам, возможно, понадобится в будущем.
Так, прежде чем Вымодернизируете Ваш жесткий диск, добавите больше памяти или купите второймонитор, настоятельно рекомендуем рассмотреть покупку графической карты от ATIили NVIDIA, которая реально увеличит мощность Вашего настольного компьютера.
Видеоадаптер сегодня и завтра.
Что такое видеоадаптер и длячего он нужен? Поскольку максимум информации о внешнем мире большинство из насполучает визуально, никто не рискнет отрицать, что видеоподсистема — один изнаиболее важных компонентов персонального компьютера. Видеоподсистема, в своюочередь, состоит из двух основных частей: монитора и видеоадаптера. Созданиемизображения на мониторе управляет обычно аналоговый видеосигнал, формируемыйвидеоадаптером. А как получается видеосигнал? Компьютер формирует цифровыеданные об изображении, которые из оперативной памяти поступают вспециализированный процессор видеоплаты, где обрабатываются и сохраняются ввидеопамяти. Параллельно с накоплением в видеопамяти полного цифрового “слепка"изображения на экране данные считываются цифроаналоговым преобразователем (DigitalAnalog Converter, DAC). Поскольку DAC обычно (хотя и не всегда) включаетсобственную память произвольного доступа (Random Access Memory, RAM) дляхранения палитры цветов в 8-разрядных режимах, его еще называют RAMDAC. Напоследнем этапе DAC преобразует цифровые данные в аналоговые и посылает их намонитор. Эта операция выполняется DAC несколько десятков раз за одну секунду; даннаяхарактеристика называется частотой обновления (или регенерации) экрана.
Согласно современнымэргономическим стандартам, частота обновления экрана должна составлять не менее85 Гц, в противном случае человеческий глаз замечает мерцание, что отрицательновлияет на зрение. Даже подобная упрощенная схема, описывающая механизм работыуниверсального видеоадаптера, позволяет понять, чем руководствуютсяразработчики графических ускорителей и плат, когда принимают те или иныетехнологические решения. Очевидно, что здесь, как и в любой вычислительнойсистеме, есть узкие места, ограничивающие общую производительность. Где они икак их пытаются устранить? Во-первых, производительность тракта передачи данныхмежду памятью на системной плате и графическим ускорителем. Эта характеристиказависит в основном от разрядности, тактовой частоты и организации работы шиныданных, используемой для обмена между центральным процессором, расположенным насистемной плате компьютера, и графическим ускорителем, установленным на платевидеоадаптера (впрочем, иногда графический процессор интегрируется в системнуюплату).
В настоящее время шина (аточнее, порт, поскольку к нему можно подключить только одно устройство) AGPобеспечивает вполне достаточную и даже избыточную для большинства приложенийпроизводительность. Во-вторых, обработка поступающих данных графическимускорителем. Повысить скорость этой операции можно, совершенствуя архитектуруграфического процессора, например, внедрив конвейерную обработку, когда новаякоманда начинает выполняться еще до завершения выполнения предыдущей. Производителиувеличивают разрядность процессоров и расширяют перечень функций,поддерживаемых на аппаратном уровне; повышают тактовые частоты. Все этиусовершенствования позволяют значительно ускорить заполнение видеопамятиграфическими данными, готовыми для отображения на экране. О конкретныхреализациях будет рассказано ниже в разделе “Законодатели мод". И,в-третьих, обмен данными в подсистеме “графический процессор — видеопамять — RAMDAC”.Здесь также существует несколько путей развития. Один из них — использованиеспециальной двухпортовой памяти, VRAM, к которой можно одновременно обращатьсяиз двух устройств: записывать данные из графического процессора и читать изRAMDAC. Память VRAM довольно сложна в изготовлении и, следовательно, дорожедругих типов. (Есть еще один вариант двухпортовой памяти, впервые примененныйкомпанией Matrox — Window RAM, WRAM, — обеспечивающий несколько более высокуюпроизводительность при себестоимости на 20% ниже) Поскольку использованиедвухпортовой памяти дает ощутимый прирост производительности лишь в режимах свысокими разрешениями (1600х1200 и выше), этот путь можно считать перспективнымлишь для видеоускорителей высшего класса. Еще один способ — увеличитьразрядность шины данных. У большинства производителей разрядность шины данныхдостигла 128 бит, то есть за один раз по такой шине можно передать 16 байтданных. Еще одно, довольно очевидное решение, — повысить частоту обращения квидеопамяти. Стандартная для современных видеоадаптеров память SGRAM работаетна тактовой частоте 100 МГц, а у некоторых производителей уже используютсячастоты 125 и даже 133 МГц. Для чего все это нужно? Чем быстрее подготовленныеграфическим процессором данные поступают в RAMDAC и преобразуются в аналоговыйсигнал, тем больший их объем за единицу времени будет “конвертирован” визображение, что позволяет повысить его реалистичность и детализацию.
Назначение устройства.
Устройство, которое называетсявидеоадаптером (или видеокартой, видеоплатой, видимокартой, видюхой, видео),есть в каждом компьютере. В виде устройства, интегрированного в системнуюплату, либо в качестве самостоятельного компонента. Главная функция,выполняемая видеокартой, — преобразование полученной от центрального процессораинформации и команд в формат, который воспринимается электроникой монитора, длясоздания изображения на экране. Монитор обычно является неотъемлемой частьюлюбой системы, с помощью которого пользователь получает визуальную информацию. Такимобразом, связку видеоадаптер и монитор можно назвать видеоподсистемойкомпьютера. То, как эти компоненты справляются со своей работой, и в каком видепользователь получает видеоинформацию, включая графику, текст, живое видео,влияет на производительность как самого пользователя и его здоровье, так и напроизводительность всего компьютера в целом.
Принцип работы видеоадаптера.
Прежде, чем стать изображениемна мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором,затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где они обрабатываются ипреобразуются в аналоговые данные и уже после этого направляются в монитор иформируют изображение. Сначала данные в цифровом виде из шины попадают ввидеопроцессор, где они начинают обрабатываться. После этого обработанныецифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения,которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате,данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются ваналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемоеизображение.
Таким образом, почти на всемпути следования цифровых данных над ними производятся различные операциипреобразования, сжатия и хранения. Оптимизируя эти операции, можно добитьсяповышения производительности всей видеоподсистемы. Лишь последний отрезок пути,от RAMDAC до монитора, когда данные имеют аналоговый вид, нельзя оптимизировать.
Рассмотрим подробнее этапыследования данных от центрального процессора системы до монитора. Скоростьобмен данными между CPU и графическим процессором напрямую зависит от частоты,на которой работает шина, через которую передаются данные. Рабочая частота шинызависит от чипсета материнской платы. Для видеоадаптеров оптимальными поскорости являются шина PCI и AGP. При существующих версиях чипсетов шина PCIможет иметь рабочие частоты от 25 MHz до 66 MHz, иногда до 83 MHz (обычно 33MHz), а шина AGP работает на частотах 66 MHz и 133 MHz. Чем выше рабочаячастота шины, тем быстрее данные от центрального процессора системы дойдут дографического процессора видеоадаптера.
Ключевой момент, влияющий напроизводительность видеоподсистемы, вне зависимости от специфических функцийразличных графических процессоров, это передача цифровых данных, обработанныхграфическим процессором, в видеопамять, а оттуда в RAMDAC. Самое узкое местолюбой видеокарты — это видеопамять, которая непрерывно обслуживает два главныхустройства видеоадаптера, графический процессор и RAMDAC, которые вечноперегружены работой. В любой момент, когда на экране монитора происходятизменения (иногда они происходят в непрерывном режиме, например движениеуказателя мыши, мигание курсора в редакторе и т.д.), графический процессоробращается к видеопамяти. В то же время, RAMDAC должен непрерывно считывать данныеиз видеопамяти, чтобы изображение не пропадало с экрана монитора. Поэтому,чтобы увеличить производительность видеопамяти, производители применяютразличные технические решения. Например, используют различные типы памяти, сулучшенными свойствами и продвинутыми возможностями, например VRAM, WRAM,MDRAM, SGRAM, или увеличивают ширину шины данных, по которой графическийпроцессор или RAMDAC обмениваются информацией с видеопамять, используя32-разрядную, 64-разрядную или 128-разрядную видеошину.
Чем более высокое разрешениеэкрана используется и чем больше глубина представления цвета, тем больше данныхтребуется передать из графического процессора в видеопамять и тем быстрееданные должны считываться RAMDAC для передачи аналогового сигнала в монитор. Нетруднозаметить, что для нормальной работы видеопамять должна быть постоянно доступнадля графического процессора и RAMDAC, которые должны постоянно осуществлятьчтение и запись.
В нормальных условиях доступRAMDAC к видеопамяти на максимальной частоте возможен лишь после того, какграфический процессор завершит обращение к памяти (операцию чтения или записи),т.е. RAMDAC вынужден дожидаться, когда наступит его очередь обратиться сзапросом к видеопамяти для чтения и наоборот.
Объемные изображения.
После появления первыхдвижущихся картинок Cinema началось великое шествие кино по планете. Сам фактпоявления на белом экране оживших фотографий производил сильное впечатление: все,происходившее на экране, казалось абсолютно реальным. Но как только страстипоутихли, некоторые инженеры-изобретатели уже в начале XX века стализадумываться над тем, как сделать плоское изображение более реальным, болееобъемным — так появилось трехмерное кино, или ЗD-кино (или стереоскопическоекино, как оно называлось изначально)
Объемная история.
Идея объемного изображениявытекает из принципа работы человеческого зрения, то есть восприятия предметовдвумя глазами (бинокулярное зрение).
Изначально эффект объемногоизображения формировался на этапе съемки фильма: съемка производилась двумякамерами, установленными на специальном регулируемом штативе, на которомподобран угол, близкий к углу зрения человека. Затем кадры с двух пленоксинхронизировались и проецировались на экран с помощью двух синхронныхпроекторов, также под определенным углом. Зритель же воспринимал изображениечерез специальные очки, в которых правое изображение (изображение, снятоеправой камерой) отделялось от левого. Таким образом, зритель видел изображениеодних и тех же предметов, но как бы с двух углов, что придавало им иллюзиюобъема, предметы выстраивались в перспективе от зрителя в глубину экрана взависимости от их взаимного расположения. Без очков такое изображение выгляделодвоящимся и размытым.
Со временем техника съемкисовершенствовалась, двухпленочные системы заменились на однопленочные с двумякадрами. Совершенствовалось съемочное и проекционное оборудование,разрабатывались новые способы разделения левого и правого изображений. В очкахкрасные и зеленые пленки сменились поляризационными светофильтрами. Объемныекартинки становились все четче.
Растут потребности и возможности.
Логичным был переход отобъемного кино к объемному видео. Первоначально объемное видео строилось потому же принципу, что и пленочное 3D-KHHO. Две съемочные камеры формировалилевую и правую картинки, изображение синхронно записывалось на двавидеомагнитофона, затем сводилось и проецировалось на экран (также с двухпроекторов).
В 1980-х гг. начались разработкимощных компьютеров, позволяющих создавать объемное изображение. Позднее этикомпьютеры были использованы для создания трехмерных изображений. Нопо-прежнему воспроизводилось такое стереоизображение не менее чем с двухпроекторов. В начале нашего века компания Christie разработала и выпустила нарынок революционную технологию, особенности которой заключались в том, что сзадачей визуализации ЗО-изображения справлялся уже только один проектор. Преимуществаперехода с двух проекторов на один очевидны: максимально четкое изображение,отсутствие размытости изображения (в старых системах при сведении двухизображений невозможно было точно — пиксель в пиксель — совместить две картинки),увеличена мощность проекторов до 16 000 lmANSI, значительно упростиласьинсталляция систем, снизилась стоимость владения оборудованием.
А что дальше?
Дальнейшее развитие технологиипозволило объединить в одной системе функционал, позволяющий совместить вывод3D — и обычного видеоизображения. Благодаря ювелирной точности новой технологиипроекционные ЗD-видеосистемы стали использоваться не только в сфере развлечения,но и в точном машиностроении, автомобилестроении, авиации, геологии, а такжетам, где необходимо работать с точными трехмерными моделями. Сесть за руль ещене воплощенного в металле автомобиля, представить и просчитать поведениесамолета или ракеты при аэродинамическом воздействии, погрузиться в толщускальных пород для прокладки пути нефтяной скважины — все это стало возможным. Нанастоящий момент система имеет только один недостаток, свойственный любой новойтехнологии, — это высокая стоимость оборудования.
Параллельно развиваются итрадиционные способы визуализации 3D-видео, в основе которых по-прежнемуиспользуется технология с двумя проекторами. В таких системах могут бытьиспользованы практически любые цифровые проекторы, задача разложения изображенияна поля здесь возлагается на специализированные программные продукты играфические станции на базе высокопроизводительных компьютеров HP, IBM, SUN,Apple. Системы SD-видео, использующие два проектора, применяются в бюджетныхприложениях, то есть там, где не требуется изображение большого размера, гдегеометрическими и цветовыми неточностями изображения можно пренебречь.
Изначально трехмерное видео былосоздано для кино, поэтому основная сфера применения технологии объемнойвизуализации — это развлечения. Современные кинотеатры ШАХ оснащаютсяспециальными цифровыми проекторами, создаются развлекательные аттракционы сголовокружительными спецэффектами. Подводный мир, космос, полеты и сражениястановятся реальными благодаря трехмерной визуализации видеоизображения.
Основными тенденциями развитиятехнологии можно считать снижение стоимости оборудования, развитие сервисныхвозможностей, разработку новых приложений и сфер применения.
Вероятно, в ближайшем будущемпоявятся каналы специального ЗD-вещания, так же, как стереозвук пришел на сменуобычному звуковому сопровождению и каналы ТВЧ приходят на смену традиционномувещанию.