Глава 7. Внешние устройства пк

• преобразование параметров примитивов в целочисленные значения, с кото­рыми работают аппаратные компоненты;

• закраска примитивов и финальная обработка.

Основные аппаратные элементы ЗБ-ускорителя: геометрический процессор, ме­ханизм установки и механизм закраски примитивов. Характеристиками ускори­телей являются максимальная пропускная способность (треугольников в секун­ду), максимальная производительность закраски (точек в секунду), скорость (кадров в секунду).

Важная характеристика — емкость видеопамяти, она определяет количество хра­нимых в памяти пикселов и их атрибутов. Видеоконтроллер должен обеспечить естественное качественное изображение на экране монитора, что возможно при большом числе воспроизводимых цветовых оттенков, высокой разрешающей способности и высокой скорости вывода изображения на экран.

Под разрешающей способностью здесь (так же как и для мониторов) понимается то количество выводимых на экран монитора пикселов, которое может обеспе­чить видеоконтроллер. При разрешении 1024 х 768 на экран должно выводиться 786 432 пиксела, а при разрешении 2048 х 1536 —. 3 145 728 пикселов. Для каж­дого пиксела должна храниться и его характеристика — атрибут.

Количество воспроизводимых цветовых оттенков (глубина цвета) зависит от числа двоичных разрядов, используемых для представления атрибута каждого пиксе­ла. Выделение 4 битов информации на пиксел (контроллеры CGA) позволяло отображать 2⁴ = 16 цветов, 8 битов (контроллеры EGA и VGA) — 2⁸ = 256 цветов, 16 битов (стандарт HighColor), 24 и 25 битов (стандарт TrueColor в контролле­рах SVGA), соответственно, 2¹⁶= 65 536, 2²⁴= 16 777 216 и 2²⁵ = 33 554 432 цветов. В стандарте TrueColor в отображении каждого пиксела обычно участвуют 32 бита, из них 24 или 25 нужны для характеристики цветового оттенка, а остальные — для служебной информации.

Необходимую емкость видеопамяти для работы с графикой можно приблизи­тельно сосчитать, умножив количество байтов атрибута на количество пикселов, выводимых на экран. Например, в стандарте TrueColor при разрешающей спо­собности монитора 1024 х 768 пикселов емкость видеопамяти должна быть не менее 2,5 Мбайт, а при разрешении 2048 х 1536 — не менее 9,5 Мбайт. При рабо­те с текстом необходимая емкость видеопамяти существенно меньше.

Скорость вывода изображения на экран зависит от скорости обмена данными видеопамяти со специализированным процессором, цифро-аналоговым преобра­зователем и, в несколько меньшей степени, с центральным процессором.

Для увеличения скорости обмена данными используются:

• увеличение разрядности и тактовой частоты внутренней шины видеоконтрол­лера (вплоть до 256 разрядов и 600 МГц);

• новейшие^ быстродействующие типы оперативной памяти. В качестве видео­памяти в контроллерах могут применяться различные типы памяти DRAM, как универсальные: SDRAM, DRDRAM, DDR SDRAM, так и особенно быст­рые специализированные: SGRAM (синхронная графическая), VRAM и WRAM (двухпортовые типы видеопамяти), 3D RAM (трехмерная) и т. д.

Видеотерминальные устройства

223

Скорость обмена данными с центральным процессором определяется пропуск­ной способностью шины, через которую осуществляется обмен. В современных компьютерах вместо шины PCI используется более скоростная шина AGP (в ча­стности AGP 4х).

Поскольку в мониторы необходимо подавать аналоговый видеосигнал, для преоб­разования цифровых данных, хранимых в видеопамяти, в аналоговую форму, в ви­деоконтроллере предусмотрен цифро-аналоговый преобразователь RAMDAC. Он отвечает за формирование окончательного изображения на мониторе. RAMDAC преобразует результирующий цифровой поток данных, поступающих от видео­памяти, в уровни интенсивности, подаваемые на соответствующие электронные пушки трубки монитора — красную, зеленую и синюю. Помимо цифро-аналого­вых преобразователей для каждого цветового канала (красного, зеленого, сине­го), RAMDAC имеет встроенную память для хранения данных о цветовой па­литре и т. д. Такие характеристики RAMDAC, как его частота и разрядность, также непосредственно определяют качество изображения.

От частоты зависит, какое максимальное разрешение и при какой частоте кадро­вой развертки монитора сможет поддерживать видеоконтроллер. Разрядность определяет, сколько цветов может поддерживать видеоконтроллер. Наиболее распространено 8-битовое представление характеристики пиксела на каждый цветовой канал монитора (суммарная разрядность 24).

В видеоконтроллере имеются микросхемы ПЗУ двух типов:

• содержащие видеоBIOS — базовую систему ввода-вывода, используемую центральным процессором для первоначального запуска видеоконтроллера;

• содержащие сменные матрицы знаков, выводимых на экран монитора.

Многие видеокарты имеют электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись информации пользователем под управлени­ем специального драйвера, часто поставляемого вместе с видеоадаптером. Таким образом можно обновлять и видео-BIOS, и экранные шрифты.

Основные характеристики видеоконтроллера:

• режимы работы (текстовый и графический);

• воспроизведение цветов (монохромный и цветной);

• число цветов или число полутонов (в монохромном);

• разрешающая способность (число адресуемых на экране монитора пикселов по горизонтали и вертикали);

• емкость и число страниц в буферной памяти (число страниц — это число за­поминаемых текстовых экранов, любой из которых путем прямой адресации может быть выведен на отображение в мониторе);

□/размер матрицы символа (количество пикселов в строке и столбце матрицы, формирующей символ на экране монитора);

/ □ разрядность шины данных, определяющая скорость обмена данными с сис-^ темной шиной, и т. д.

224