Видео адаптеры, видео режимы

	1600x1200	8/1 6 бит	60-1 20 Гц
	1600x1200	32 бит	60-1Ш Гц
	1920x1080	8/1 6 бит	60-100 Гц
	1920x1080	32 бит	60-85 Гц
	1920x1200	8/1 6 бит	60-1 00 Гц
	1920x1200	32 бит	60-85 Гц
	1920x1440	8/1 6 бит	60-85 Гц
	1920x1440	32 бит	60-75 Гц
	2048x1536	8/1 6 бит	60-75 Гц
	2048x1536	32 бит	60Гц

Частоты кадровой и строчной развертки для разрешений 640x480 и 800x600 видеоадаптера ASUS AGP-V3400TNT/TV/8MB Layout

	Разрешение	Частота   кадровой развертки	Частота строчной  развертки
	640x480	60Гц	31 ,4 кГц
		70 Гц  72 Гц 75 Гц	34,9 кГц  36,1 кГц  37,6 кГц
		85 Гц	43,0 кГц
		100Гц	51,0 кГц
		120Гц	61,8 кГц
		140Гц	72,9 кГц
		144Гц	75,2 кГц
		150Гц	78,7 кГц
		170Гц  200Гц	92,6 кГц  108,6 кГц
		240 Гц	132,8 кГц
		250Гц	138,6 кГц

800x600	60 Гц	37,9 кГц
	70 Гц	43 кГц
	72 Гц	45,1 кГц
	75Гц	47,0 кГц
	85 Гц	53,6 кГц
	100 Гц	63,7 кГц
	120Гц	77,2 кГц
	140Гц	91,1 кГц
	144Гц	94,0 кГц
	150 Гц  170Гц	98,2 кГц  11 2,8 кГц
	200Гц  240Гц	135,0 кГц  166,3 кГц
	250Гц	172,5 кГц

 

1.2 Архитектура видеоадаптеров EGA и VGA

 

Видеоадаптеры EGA и VGA условно делятся на шесть логических блоков, описание которых приведены ниже:

Видеопамять. В видеопамяти размещаются  данные, отображаемые адаптером на экране дисплея. Для EGA и VGA видеопамять  обычно имеет объем 256 Кбайт, на некоторых  моделях SVGA и XGA объем видеопамяти может быть увеличен до 2Мбайт. Видеопамять находится в адресном пространстве процессора и программы могут непосредственно производить с ней обмен данными. Физически видеопамять разделена на четыре банка, или цветовых слоя, использующих совместное адресное пространство.

Графический контроллер. Посредством  его происходит обмен данными  между центральным процессором  и видеопамятью. Аппаратура графического контроллера позволяет производить  над данными, поступающими в видеопамять  и расположенными в регистрах-защелках простейшие логические операции. Последовательный преобразователь. Выбирает из видеопамяти один или несколько байт, преобразует их в поток битов, затем передает их контроллеру атрибутов.

Контроллер ЭЛТ. Контроллер генерирует временные синхросигналы, управляющие ЭЛТ. Контроллер атрибутов. Преобразует информацию о цветах из формата. в котором она хранится в видеопамяти, в формат, необходимый для ЭЛТ. Синхронизатор. Управляет всеми временными параметрами видеоадаптера. Синхронизатор также управляет доступом процессора к цветовым слоям видеоадаптера.

Видеопамять адаптеров EGA и VGA разделена  на четыре банка, или на четыре цветовых слоя. Эти банки размещаются в  одном адресном пространстве таким  образом, что по каждому адресу расположено четыре байта (по одному байту в каждом банке). Какой из банков памяти используется для записи или чтения данных процессором, определяется при помощи установки нескольких регистров адаптера.

Так как все четыре банка находятся  в одном адресном пространстве, то процессор может производить запись во все четыре банка за один цикл записи. Благодаря этому некоторые операции, например, заполнение экрана, происходят с большей скоростью. В том случае, когда запись во все четыре банка не требуется, можно разрешать или запрещать запись во все четыре банка при помощи регистра разрешения записи цветового слоя.

Для операции чтения в каждый момент времени может быть разрешен с  помощью регистра выбора читаемого  цветового слоя только один цветовой слой. В большинстве режимов видеоадаптера видеопамять разделена на несколько страниц. При этом одна из них является активной и отображается на экране. При помощи функций BIOS или программирования регистров видеоадаптера можно переключать активные страницы видеопамяти. Вывод информации может производиться как в активные, так и в неактивные страницы видеопамяти.

 

 

1.3 Характеристики видеоадаптеров

 

Технические характеристики видеоадаптеров меняются значительно быстрее, чем  всех остальных узлов персонального  компьютера. Например, вначале вполне хватало пары килобайт видеопамяти на плате видеоадаптера, чтобы он отображал на экране все, что надо. После того как пользовали "распробовали", что такое персональный компьютер IBM PC, началось стремительное развитие схема техники вспомогательной, казалось бы, карты. К примеру, уже для стандарта EGA требовалось не менее 64 Кбайт оперативной памяти. Сегодня же даже 128 Мбайт сверхскоростной видеопамяти кажутся не таким уж большим ресурсом!

Для работы современных офисных  приложений и просмотра видеофильмов вполне хватает 8 Мбайт видеопамяти для разрешения 800x600 или 16 Мбайт для разрешения 1024x768. Использование 32, 64 и 128 Мбайт видеопамяти связано, в первую очередь, с интересами "игроманов", которым даже 128 Мбайт, честно говоря, не так уж много. Сегмент же пользователей высококачественной графики, который не связан с компьютерными играми, совсем не велик. Хотя, чем больше видеопамяти, тем приятнее работать за компьютером!

Следует сказать, что стремительное  увеличение объема видеопамяти в  настоящее время не связано с таким же прогрессом повышения разрешения изображения на экране. Практически, уже достигнут потолок для традиционных систем отображения видеоинформации. Основная же причина все большего наращивания оперативной памяти видеоадаптера состоит в том, что на плате видеоадаптера теперь находится видеопроцессор, который может самостоятельно, по управляющим командам центрального процессора, строить объемные изображения (они же — 3D), а это требует необычайно много ресурсов для хранения промежуточных результатов вычислений и образцов текстур, которыми заливаются условные плоскости моделируемых фигур.

Рис 11. Схематическое изображение видеоадаптера ASUS AGP-V3400TNT.

 

Почетное место в середине платы  занимает видеопроцессор (Graphics Processor, графический процессор), основное занятие которого — обсчет фигур в двухмерной (2D Graphics) и трехмерной (3D Graphics) графике. Четыре микросхемы видеопамяти SGRAM хранят не только данные по каждой отображаемой на экране точке, но и результаты промежуточных вычислений и различные заготовки для стандартных элементов (например текстуры). Микросхема VGA BIOS отвечает за стандартные функции начальной загрузки компьютера (к ней обращается BIOS системной платы) и ряд специфичных функций, присущих конкретному видеоадаптеру. Здесь некоторое внимание следует уделить терминологии.

• 2D Graphics — это двухмерная графика, которая позволяет рисовать в одной плоскости. Например, пользовательский интерфейс операционной системы Windows является ярким примером двухмерной графики.
• 3D Graphics — это трехмерная графика, которая позволяет создавать визуальное отображение трехмерного объекта на плоскости экрана.

При этом видеопроцессор создает (математически  рассчитывает) в видеопамяти трехмерный объект.

При описании способов построения 2- и 3-мерных изображений используются специальные термины, которые часто являются так называемыми "кальками" с соответствующих английских терминов (заметим, что не для всех английских терминов есть удачные русские варианты). Например, рендеринг >(Rendering) — это термин, обозначающий процесс создания изображения на экране с использованием математической модели объекта и формул для добавления цвета и тени. Термин растеризация (Rasterization) обозначает процесс разделения объекта на пикселы. Часто упоминающийся термин текстура (Texture) обозначает двумерное изображение какой-то поверхности, например бумаги или металла, хранящееся в памяти в одном из стандартных пиксельных форматов.

Желание пользователей выводить информацию не только на монитор, но и на обычный бытовой телевизор, а также смотреть видеозаписи и видеофильмы на компьютере привело к тому, что на ряд видеоадаптеров стали устанавливать чипы, отвечающие за работу с видеоаппаратурой (в том числе и цифровым звуком, правда, аналоговый звук передается без обработки на звуковую плату). Один из вариантов такого видеоадаптера показан на рис. 12.14, где видно, что к стандартному набору компонентов добавились чипы Digital Video Decoder и Digital PC to TV Encoder.

Как только появились процессоры Pentium 4, позволяющие обрабатывать видеосигнал в реальном времени с высоким качеством, и плоские панели, использующие цифровой интерфейс, разработчики видеоадаптеров решили попробовать свои силы в создании многофункциональных устройств, точно так же, как создатели новейших аудио карт. (Соответственно, можно не удивляться, что основные мировые игроки стали продвигать свои стандарты, выпуская различные комбинированные карты, малосовместимые друг с другом.)

Для примера познакомимся с возможностями, которые предоставляет пользователям видео комбайн ATI ALL-IN-WONDER RADEON 8500DV. В основе этого устройства лежит видеоадаптер с 2D/3D-акселератором (графический ускоритель, он же — видеопроцессор). На плате установлен видеопроцессор ATI Radeon 8500, выполненный по 0,15 мкм технологии, с тактовой частотой ядра 235 МГц. RAMDAC функционирует на частоте 400 МГц при работе с аналоговыми мониторами и 240 МГц с цифровыми. На карте установлено 64 Мбайт DDR-памяти, работающей на тактовой частоте 190 МГц (380 МГц при двойном чтении памяти за один такт), а разрядность шины памяти равна 128 битам.

 

Рис.12 Схематическое изображение видеоадаптера ASUS AGPV3400TNT.

 

Рис.13 Видеокомбайн ATI Redeon 8500DV.

"На борту" карты находится  стерео-ТV-тюнер, позволяющий принимать  и оцифровывать телевизионный сигнал. При работе с видеомагнитофонами, видеокамерами и при проигрывании видеодисков пользователь может "захватывать" и редактировать аналоговое и цифровое видео. Поддерживаются форматы видео захвата MPEG-1, MPEG-2, DV и WMF. Кроме того, в комбайне реализована функция цифрового видеомагнитофона ATIMultimediaCenter. 
Для подключения разнообразной видеоаппаратуры предназначены:

• цифровой интерфейс DVI-I — для плоских панелей и традиционных мониторов, оснащенных таким интерфейсом;
• разъем S-VHS — для входа/выхода видеосигнала (VideoIn/Out) и для композитного видеосигнала;
• S/PDIF — цифровой аудиовыход;
• интерфейс IEEE 1394 Firewire — для подключения видеокамер;
• комбинированный 29-контактный разъем, к которому подключается переходной кабель (рис. 12.16),— для подключения бытовой видеоаппаратуры.

Для управления комбайном предназначен пульт ДУ, использующий радиосигнал, а не инфракрасный светодиод.

Рис.14 Кабель для подключения видеоаппаратуры к плате.

 

Как видите, видео комбайн ATI ALL-IN-WONDER RADEON 8500DV обладает весьма заманчивыми свойствами, но вот его стоимость равна цене системного блока хорошего офисного компьютера, т. е. пользователь может выбирать — купить такую симпатичную игрушку или десяток традиционных видеоадаптеров.

 

1.4. Цифровой Интерфейс

 

Появление цифрового интерфейса у  видеоадаптеров и мониторов (как  плоских, так и традиционных) —  это, фактически, возрождение принципов  передачи видеоинформации в цифровом виде, как было в древнем стандарте EGA. К сожалению, разработка нового цифрового  интерфейса натолкнулась на амбиции различных производителей, а также на то, что в последнее время требования к параметрам передаваемых по интерфейсу видеоданных резко возросли. Так что пользователь сегодня может столкнуться с тем, что, имея монитор и видеоадаптер с цифровыми интерфейсами, он не сможет их вместе соединить по цифровому интерфейсу или ему придется покупать дорогостоящий переходник, стоимость которого иногда соизмерима с ценою простого видеоадаптера.