Видеоадаптеры


Основное назначение видеоадаптеров — формировать сигналы, в соответствии с которыми монитор отображает информацию на экране. Конструктивно видеокарта состоит из набора микросхем, цифроаналогового преобразователя (нередко встроенного), ПЗУ (или BIOS видеоадаптера) и самой платы с клеммами и разъемами.

Существуют модели в которых помимо главной функции присутствуют возможности других устройств — звуковой карты, TV-тюнера, т.е. своеобразный комплекс мультимедиа. Некоторые видео карты обладают интересным свойством. Они способны обрабатывать и накладывать друг на друга графическую (видео) информацию с различной глубиной цвета. Таков акселератор PowerGraph 64 Video фирмы STB.

Основные вопросы всплывающие при выборе любой видеокарты :

1. Определение сферы применения графической компьютерной системы.

Для применения с 8 или 16 битовой палитрой, при построении 2D объектов, работе с простыми мультимедиа-приложениями достаточно остановить выбор на S3 Trio64V+ , Number Nine, STB, Trident 9680 (Asicom), ARK Logic или ProMotion. Модели имеют цену до 100$. Достаточно лишь установить дополнительно 1 Мб (для ускорения видео- или мультимедиа).

Для работ с 32 битовой палитрой, профессиональных задач, приемлемой обработки видео стоит обратить внимание на модели Millinium MGA-MIL/2N, Power Doc или Mistique (фирмы Matrox Graphics), Hercules Terminator или ET6000.

Новые возможности — это RAMDAC 220 — 250 Мгц (высокочастотный конвертер), 32 битный TrueColor, возможности дополнительного расширения (два порта, более 4 Мб видеопамяти, аппаратная поддержка MPEG и возможность AVI-захвата), наличие 3D на аппаратном уровне, поддержка последних стандартов (VESA, DirectX, OpenGL). Причем обязательна поддержка не только Windows, но и DOS. Ценовой диапазон до 300$.

Для специализированных работ по высококачественной обработке видео, монтажа, дизайнерских и пр. функций требуются особые устройства. Хотя тот же Мatrox Millenium c 8 Мб памяти сможет выполнять задачи 3D- моделирования, а Number Nine Imagine 128 обеспечивают работу с настольными издательскими системами и обработкой 24-битных изображений, но существуют более производительные модели. Они поддерживают высокие скорости генерации изображения, используются в системах VR, профессиональной работе с 3D объектами в САПР, компьютерном моделировании и др. Эта ниша рынка занята моделями Glint 300sx (фирмы 3DLabs), Gloria X -XL -L, Winner 3000 -2000PRO/X -2000AVI/3D (фирмы Elsa), “Sapphire” (Fujitsu) или новый “FireGL” (от Dimond Multimedia). Цены разбросаны от 270 до 4000$.

2. Определение необходимого размера видеопамяти.

Объем памяти для видеоадаптера зависит от разрешения и количества цветов. Для количественного определения размера видеобуфера необходимо умножить глубину цвета (количество бит для каждого пиксела) на разрешение (количество пикселов на экране). Наиболее часто используемые разрешения: 640 х 480, 800 х 600 или 1024 х 768. Цветовая гамма представлена параметрами: 8 бит (256 цветов)16 бит (65 536), 24 бит (16 777 216), 32 бит (1 073 741 824). Для современных задач (акселерация видеобработки и просчета 3D, двойная буферизация 2D и 3D объектов, формирование Z-буфера) требуется увеличения полученного значения от 2 до 4 раз. Так, к примеру, для просчета в реальном времени 3D объектов при разрешении 640 х 480 и глубине цвета в 24 бит надо 4Мб. Для профессиональных работ с пакетами типа 3D Studio MAX и 8Мб не покажется много.

3. Выбор типа видеопамяти.

Применение DRAM (Fast Page Mode DRAM) т.е. памяти c однопортовой архитектурой и низкой пропускной способностью является наиболее дешевым. Работа замедлена. Однако этого достаточно для VGA режима игр под управлением DOS. Микросхемы работают на частоте шины 25-30 Мгц и имеют пропускную способность 90 Мб/с.

Другие платы используют EDO DRAM (Extended Data Out DRAM) не только для видео, но и как базовую. Обеспечивает высокую производительность на частоте 40-50 Мгц и пропускной способности 105 Мб/с.

Более дорогие модели акселераторов используют VRAM (Video RAM). Наличие двухпортовой архитектуры и высокой скорости передачи данных (120 Мб/с) при частоте 25-33 Мгц обеспечивает эффективную работу с 24 или 32 битовой палитрой.

Для работы, связанной со сложной обработкой текстур и цветовых заполнений применяют WRAM (Windows RAM). Для нее характерны: двухпортовая память, работа на частоте до 50 Мгц, пропускная способность до 180 Мб, более совершенный дизайн и 50% прирост скорости по сравнению с VRAM.

Существуют также и другие типы (Synchronous DRAM, Rambus DRAM, Multibank DRAM) которые характеризуются увеличением частоты (66-100, 250, 125-155 Мгц) и пропускной способностью (166-253, 206, 405-490 Мб/с) за счет более широких шин памяти.

4. Поддержка современных стандартов.

Обязательным элементом современных акселераторов является PCI-шина поддерживающая 32 битовую архитектуру. Сейчас многие новые платы оснащаются аппаратной поддержкой AGP, что позволяет улучшить и ускорить процесс обработки 3D-изображений, вывод сложной графики в динамическом режиме. Идет постепенная замена 32 битных графических микросхем 64 битными ( и даже 128 битовыми). Частота кадровой развертки должна быть (не менее 75 Гц) существенно снижает утомляемость для зрения. Желательно, чтобы поддерживался стандарт VESA Media Channel.

Лучше всего себя показали (по тестам) комплекты Matrox Millenium + Media XL MPEG и VideoLogic’s GrafixStar 700 + MPEG Option.

5. Программное обеспечение.

Речь идет о поддержке MPEG (Motion Picture Experts Group) стандарте. Большинство карт либо имеют аппаратный MPEG модуль, либо могут работать с программным декодером, позволяющим проигрывать видео и клипы. На текущий момент широко представлены такие форматы, как Apple Quick Time 3D (от Apple) и Indeo Video Interactive (от Intel).

Наиболее важным моментом является наличие стабильных и современных драйверов и утилит. Для некачественных экземпляров используются т.н. “generic” или базовый набор драйверов (китайское производство), не реализующие специальные возможности и функции. Для качественных продуктов в комплекте поставки идут компакт-диск (дискеты) с набором фирменных драйверов. Тем более, что зная WEB адрес фирмы можно провести поиск и обновление программ.

Функционирование видеокарт зависит, как рассмотрено выше, от многих параметров. Один из главных (если не самый основной) это применяемый чипсет. В связи с этим рассмотрим некоторые, наиболее распространенные модели.

S3 968 — набор, поддерживающий двухпортовую видеопамять VRAM. Обладает сравнительно мощными средствами ускорения, что заключается в быстродействии. Довольно дешев. Несколько устарел и потому не лучший выбор для трехмерных игр.

S3 Trio64V+ — недорогой однокристальный набор. Превосходит предыдущую модель по низкоуровневому быстродействию, но отстает по работе с 3D. Распространен. Надежен. Хорошо совместим с существующим ПО. Тип памяти FP и EDO DRAM.

S3 Trio64 V2/DX — модификация предыдущего. Имеет лучшую производительность (особенно в режимах High Color и True Color).

S3 ViRGE — новый набор микросхем с аппаратным ускорением трехмерной графики. Оснащен весьма мощным ускорением 2D-графики. В отношении цены располагается между двумя последними вышерассмотренными. При наличии хорошего драйвера может конкурировать с дорогими наборами. Тип памяти FP и EDO DRAM.

S3 ViRGE/VX — рсчитано на работу с двухпортовой памятью VRAM. Видеоплаты на его базе быстрее и лучше приспособлены для высоких разрешений.

ATI MACH 264 — довольно медлительный (на низком уровне) набор. Оснащен сравнительно мощным ускорителем 2D. Не является высокопроизводительным.

ATI 3D RAGE II — новый набор с одним из самых мощных 3D-ускорителей на рынке. Превосходит предшественника. Хорошее соотношение “цена/производительность”. Использует память типа SGRAM.

Matrox MGA-2064W — высокопроизводительный графический контроллер. Работает с двухпортовой памятью WRAM. Имеет некоторые средства 3D-ускорения, но они ограничены.

Matrox MGA-1064SG — более новая разработка. От предыдущей модели отличается меньшей ценой и другим типом памяти (SGRAM). Более развиты трехмерные возможности.

Tseng Labs ET6000 — имеет разрядность 128 бит (у рассмотренные выше равна 64). Рекордно низкоуровневое быстродействие (хорош для игр). В другом плане скорость выше среднего. Хорошее быстродействие в офисных приложениях с 256-цветной графикой. Работает с однопортовой памятью — MDRAM (см. выше). Это многобанковая память с произвольным доступом. Не имеет средств аппаратного ускорения 3D.

Cirrus Logic CL-GD5446 — дешев, но обеспечивает довольно высокую скорость. По производительности не превышает S3 Trio64+. Использует EDO. Очень хорошо проявляет себя в компьютерных играх и проигрывании .AVI- файлов.

Trident TGUI 9680 — ускоритель систем начального уровня. По цене сравним с CLGD-5446. На низкоуровневом режиме — уступает.

Trident TGUI 9685 — более современный набор микросхем. В основном похож на предшественника, но имеет средства ускорения 3D-графики. Допускает увеличение памяти до 4Мб вместо 2.

Сейчас видеокарты без аппаратного ускорения уже не в состоянии обеспечивать многие запросы разработчиков компьютерной графики. К числу лидеров, успешно решающих подобные задачи относится корпорация Diamond Multimedia Systems.

Ее разработка — AGP 2X-ускорителя Stealth II G460.

Имеется встроенная память SDRAM 8Мб, набор микросхем Intel740, цена 129.95$. Оснащена мощными системами обработки 3D, значительного ускорения 2D; лучшее использование данных видеоформата MPEG-1; полностью поддерживает спецификации AGP 2X, API интерфейсы Direct3D и Open GL. Реализованы технологии точной интерполяции символов (Precise Pixel Interpolation), параллельной обработки данных (Parallel Data Processing), прямого исполнения в памяти, обеспечивающее быструю обработку и хранение больших 3D массивов (Direct Memory Execution). Тактовая частота ЦАП равна 203 Мгц и поддерживает разрешение 1600 х 1200. В сочетании с TV-тюнером Diamond DTV 2000 обеспечивает масштабируемое воспроизведение и захват телекадров на ПК. В комплект поставки входит набор программ: Fremont SE (средства визуального 3D анализа), WorldView Professional (пакет 3D анимации), Incomming (мощная 3D игра), Adobe Acrobat Reader, MGI PhotoSuite SE, BackWeb Software и Internet Explorer и др.

Кроме этого выпущена другая плата из симейства ускорителей — Moster 3D II X100 с 12 Мб ОЗУ и набором микросхем Voodoо2 фирмы 3Dfx Interactive по цене 299,95$ (с полными версиями новых трехмерных игр). Спецблок обработки треугольников обеспечивает: быстрый 3D-рендеринг, однопроходную обработку нескольких текстур с созданием реалистичных цветов и однопроходную трилинейную фильтрацию, для получения гладких и детальных изображений. В число прочих функций входят сглаживание краев, затемнение по методу Гуро, ?-смешение, отображение текстур и т.д. Возможно воспроизведение 3D игр сразрешением 800 х 600 с интенсивным выполнением эффектов Z-буфера, установка в режиме plug and play и настройка с изменением тактовых частот. Производительность можно удвоить используя опцию MEGA-Monster, для установки 2 плат с памятью 12 или 8 Мб в разные слоты PCI (разрешение 1024 х 768 при 16 разрядной цветности). В комплекте поставляются полные версии 3-х новых трехмерных игр. Среди плат для профессиональных графических задач (3D-анимации, CAD/CAM систем и приложений) выделяется семейство Fire. Рассмотрим некоторые модели.

Fire GL 1000 Pro — предназначениа для оптимизации 3D-графики под Windows 95 (NT). Не исключен и игровой аспект — имеется разъем для подключения стереоочков. В модели использован набор микросхем 3DLabs Permedia P2 с интегрированным геометрическим процессором (освобождает CPU от обязанностей рендеринга). Память до 8 Мб SGRAM.

Fire GL 1000 Pro — реализует такие функции, как texture mapping, double buffering. Используется 16-битный Z-буфер. Акселератор опбрабатывает 1 млн. текстурных полигонов в секунду. При разрешении 1600 х 1200 он поддерживаеи режим True Color при частоте 85 Гц (предел разрешения — 1920 х 1200 при частоте 75 Гц). Работает с OpenGL, HEIDI, Direct3D. К модели прилагается программное окружение для AutoCAD: BigFocus и 3D-Win. Имеются модификации для PCI или AGP.

Fire GL 3000 — работает с Z-буфером глубиной до 32 бит. Модель имеет 2 внешних RAMDAC на 220 Мгц и рендеринг-процессор 3DLabs Glint 500 TX, PCI-мост и геометрический процессор 3DLabs DELTA. Важная особенность — возможность наращивать до 40 Мб локальной памяти (VRAM, DRAM или комбинации). Модель сертифицирована для Softimage 3D.

Fire GL 4000 — интересен наличием графического контроллера от MItsubishi/Evans & Sutherland. Имеет 15 Мб 3D-RAM и 16 Мб CDRAM (для текстур). Поддерживает стереоизображение, 32 битный TrueColor на разрешении 1280 х 1024. Карта сертифицирована для работы Softimage 3D и Pro/Engineer.

Мощность моделей высока так же, как и цена. Применение целесообразно в специализированных профессиональных системах.