KARTY GRAFICZNE Karta graficzna karta rozszerzeo odpowiedzialna generowanie sygnału graficznego dla ekranu monitora. Podstawowym zadaniem karty graficznej jest odbiór i przetwarzanie otrzymywanych od komputera informacji o obrazie oraz odpowiednie wyświetlanie tegoż obrazu za pośrednictwem monitora. Karty graficzne możemy podzielić na: Karty graficzne pracujące jako oddzielne układy Można je wymieniad, są dużo szybsze od kart zintegrowanych. Współczesne karty graficzne do komunikacji z komputerem wykorzystują interfejs AGP, PCI lub PCIe. Karty graficzne zintegrowane z płytą główną (a dokładniej z mostkiem północnym) Z powodu małych rozmiarów są one dużo wolniejsze od kart nie zintegrowanych. Jest to mniej popularny typ kart graficznych. Budowa karty graficznej: 1
Większość kart graficznych (i wszystkie współczesne) składają się z następujących elementów: 1. Procesor graficzny (GPU z ang - Graphics Processing Unit) - serce karty graficznej od jakości i wydajności GPU zależy jakośd obrazu na monitorze 2. Pamięć RAM - Karta graficzna korzysta z własnej pamięci w której jest przechowywany przetworzony obraz. Moduły pamięci wykorzystywane w kartach graficznych to GDDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4 2
3. układ RAMDAC jest to układ zamieniający cyfrowo opisane punkty na impulsy elektryczne o napięciu zależnym od koloru punktu. I na ich podstawie powstaje obraz na monitorze. Ramdac jest z integrowany z GPU. Układy Ramdac wykorzystuje się w monitorach typu crt. 4. Bios - w biosie kart graficznych są zapisywane procedury związane z wykorzystaniem instrukcji karty po przez oprogramowanie systemowe. 5. Interfejs do systemu komputerowego - umożliwia wymianę danych i sterowanie kartą graficzną - zazwyczaj PCI, AGP, PCI-Express. 3
6. Interfejs na slocie karty graficznej zazwyczaj P&D, DFP, VGA, DVI, HDMI, DisplayPort VGA HDMI 4
7. złącze D-SUB jest to złącze do podłączenia monitora. 8. złącze DFP (z ang. Digital Flat Panel) złącze opracowane przez VESA (Video Electronic Standard Association) w lutym 1999 ale nie przyjęło się. 9. złącze DVI (z ang Digital Visual Interface) złącze opracowane przez DDWG (Digital Display Working Group). o DVI-D złącze cyfrowe. o DVI-I złącze cyfrowo-analogowe. 5
10. Wyjście TV Najważniejsze funkcje karty graficznej Technologia przetwarzania i oświetlenia (Transform and Lighting), T&L W karcie graficznej jest odpowiedzialny za przyspieszanie obliczeo animacji. Jego brak obciąża procesor, przez co znacznie zmniejsza się płynnośd renderowania grafiki trójwymiarowej. Technologię T&L obecnie zastępuje cieniowanie (Shader) Shader (cieniowanie) Program opisuje właściwości pikseli oraz wierzchołków. Cieniowanie pozwala na skomplikowane modelowanie oświetlenia i tekstur na. Jest jednak wymagające obliczeniowo i dlatego dopiero od kilku lat sprzętowa obsługa cieniowania jest obecna w kartach graficznych dla komputerów domowych. Biblioteki graficzne Direct3D i OpenGL używają trzech typów cieniowania: o Vertex Shader (Cieniowanie wierzchołkowe) o Geometry Shader (cieniowanie geometryczne) o Pixel Shader lub Fragment Shader (cieniowanie pikseli) Obecnie, z uwagi na wymagania bibliotek DirectX w wersji 10, zniknął podział panujący dotychczas na Pixel i Vertex Shader. Obliczenia, jakimi te odrębne jednostki się zajmowały, są teraz wykonywane przez jednolite jednostki obliczeniowe, które są dynamicznie przydzielane do takiego typu obliczeo, jaki jest aktualnie potrzebny. Rozwiązanie takie zostało nazwane przez ATI Stream Processors a przez nvidię Unified Shaders. HDR rendering, rendering z użyciem szerokiego zakresu dynamicznego (High Dynamic Range Rendering) Sposób generowania sceny trójwymiarowej przy użyciu większego niż normalnie zakresu jasności. Efektem tej technologii jest scena z realistycznym oświetleniem. 6
Antyaliasing Technologia wygładzanie krawędzi (łuków, okręgów oraz innych krzywych) poprzez nałożenie dodatkowych pikseli o mniejszym nasyceniu i jasności niż piksele obiektu oraz poprzez niewielką zmianę położenia pikseli w pobliżu krawędzi. Ze względu na coraz większe rozdzielczości monitorów (a tym samym mniejsze rozmiary plamek) antyaliasing nie jest już tak potrzebny. Szacuje się że za jakiś czas nie będzie już potrzebny. Efekty cząsteczkowe Symulacje zjawisk (takich dym, pył, deszcz, ogieo) budowanych z małych wirtualnych cząsteczek traktowanych jak obiekty punktowe które podlegają prawom fizyki oraz interakcji z otoczeniem. Mapowanie wypukłości (bump mapping) Sposób teksturowanie obiektów symulujący wypukłości powierzchni, bez ingerencji w geometrię obiektu trójwymiarowego. Efektem może byd gładka kula wyglądająca jak by była nierówna. Filtrowanie anizotropowe - Technika filtrowania tekstur poprawiająca ich jakośd. 7