Как научится работать на компьютере за короткие сроки? Видеокарта
Видеокарта (также видео карта,
видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графи́ческая
ка́рта, графи́ческий ускори́тель, 3D-ка́рта) — устройство,
преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера
(или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.
Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному
принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал,
генерируемый видеокартой.
Однако эта
базовая функция, оставаясь нужной и востребованной, ушла в тень, перестав
определять уровень возможностей формирования изображения — качество
видеосигнала (чёткость изображения) очень мало связано с ценой и техническим
уровнем современной видеокарты. В первую очередь, сейчас под графическим
адаптером понимают устройство с графическим процессором — графический
ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.
Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют
встроенный графический процессор, который может производить дополнительную
обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например,
все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг
графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время
также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности
графического процессора для решения неграфических задач.
Обычно
видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём
расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express). Также
широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату
видеокарты — как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного
моста чипсета или ЦПУ; в этом случае устройство, строго говоря, не может быть
названо видеокартой.
История создания
Одним из
первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome Display Adapter) в
1981 году. Он работал только в текстовом режиме с разрешением 80×25 символов
(физически 720×350 точек) и поддерживал пять атрибутов текста: обычный, яркий,
инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакой цветовой или графической информации
он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью
использовавшегося монитора. Обычно они были белыми, янтарными или изумрудными
на чёрном фоне. Фирма Hercules в 1982 году выпустила дальнейшее развитие
адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules Graphics Controller — графический
адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение 720×348 точек и
поддерживал две графические страницы. Но он всё ещё не позволял работать с
цветом.
Первой
цветной видеокартой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и
ставшая основой для последующих стандартов видеокарт. Она могла работать либо в
текстовом режиме с разрешениями 40×25 знакомест и 80×25 знакомест (матрица
символа — 8×8), либо в графическом с разрешениями 320×200 точек или
640×200 точек. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа — 16
цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в
графическом режиме 320×200 было доступно четыре палитры по четыре цвета каждая,
режим высокого разрешения 640×200 был монохромным. В развитие этой карты
появился EGA (Enhanced Graphics Adapter) — улучшенный графический адаптер,
с расширенной до 64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено
разрешение до 640×350, в результате добавился текстовый режим 80×43 при матрице
символа 8×8. Для режима 80×25 использовалась большая матрица — 8×14,
одновременно можно было использовать 16 цветов, цветовая палитра была расширена
до 64 цветов. Графический режим также позволял использовать при разрешении
640×350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA и MDA.
Стоит
заметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров были
цифровые, MDA и HGC передавали только светится или не светится точка и
дополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA по
трём каналам (красный, зелёный, синий) передавал основной видеосигнал, и мог
дополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов), EGA имел
по две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основной
цвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3 или 1/3 от полной яркости, что и
давало в сумме максимум 64 цвета.
В ранних
моделях компьютеров от IBM PS/2 появляется новый графический адаптер MCGA
(Multicolor Graphics Adapter — многоцветный графический адаптер).
Текстовое разрешение было поднято до 640x400, что позволило использовать режим
80x50 при матрице 8x8, а для режима 80x25 использовать матрицу 8x16. Количество
цветов увеличено до 262144 (64 уровня яркости по каждому цвету), для
совместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, через
которую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовое пространство
MCGA. Появился режим 320x200x256, где каждый пиксел на экране кодировался
соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей не было,
соответственно с EGA осталась совместимость только по текстовым режимам,
совместимость с CGA была полная. Из-за огромного количества яркостей основных
цветов возникла необходимость использования уже аналогового цветового сигнала,
частота строчной развертки составляла уже 31,5 кГц.