Pierwsze karty wideo były najprostszymi konwerterami sygnału. Minęło kilka dziesięcioleci, a karta wideo, która zyskała ogromną liczbę różnych funkcji, przekształciła się w urządzenie o wysokiej wydajności.
Czy to jest to konieczne
Nowoczesna karta graficzna i działający komputer
Instrukcje
Krok 1
Zasada działania karty wideo jest łatwa do zrozumienia, śledząc historię wyglądu tego urządzenia. Wynalezienie monitorów znacznie ułatwiło życie użytkownikom komputerów osobistych. Jednak aby monitor i jednostka systemowa działały razem, potrzebne było urządzenie, które konwertuje dane z pamięci komputera na sygnał wideo dla wyświetlacza. Takim urządzeniem stała się karta graficzna (karta wideo, karta wideo). Pierwsze karty wideo nie wykonywały żadnych obliczeń, a kolor każdego piksela w klatce był obliczany przez centralny procesor.
Krok 2
Wzrosły jednak wymagania dotyczące realizmu, klarowności i koloru obrazu, co spowodowało zwiększone obciążenie procesora centralnego. Rozwiązaniem problemu rozładowywania procesora było wynalezienie akceleratorów graficznych - nowego typu kart graficznych, które mogłyby zapewnić pewne funkcje graficzne na poziomie sprzętowym. Oznacza to, że mogli obliczyć kolor pikseli, gdy wyświetlany jest kursor, podczas przesuwania okien lub wypełniania wybranego obszaru obrazu. W ten sposób karta wideo była już odpowiedzialna za proces tworzenia obrazu. W latach 90. ubiegłego wieku pojawił się nowy problem związany z przyspieszeniem silników gier 3D. Aby rozwiązać ten problem, wynaleziono akceleratory 3D. Te urządzenia działały tylko w połączeniu z kartą wideo. Przy uruchamianiu aplikacji trójwymiarowych akceleratory 3D obliczały modele obrazów 3D i przekształcały je w dwuwymiarowe. Dane obliczeniowe zostały przesłane do karty wideo, która „uzupełniła” ramkę interfejsem i przesłała ją na wyświetlacz. W niedawnej przeszłości karty wideo i akceleratory 3D zostały połączone w jedno urządzenie. Właściwie to jest dzisiejsza karta wideo.
Krok 3
Wygodnie jest zilustrować działanie karty wideo na przykładzie budowania klatki aplikacji trójwymiarowej. W modelowaniu komputerowym każdy obiekt 3D ma wiele trójkątów - ścian lub "wielokątów". Różne modele krzewów, budynków, broni i ruchomych stworzeń to po prostu umiejętnie skojarzone twarze z rozciągniętymi teksturami. Podczas obliczania obrazu centralny procesor przesyła współrzędne punktów - wierzchołki obiektu graficznego i tekstury - do pamięci karty graficznej. Tekstura pokryje szkielet obliczonego modelu 3D. Reszta znajduje się za kartą wideo.
Krok 4
Model 3D to po prostu monotonna kolekcja jednolicie ubarwionych twarzy. Proces kształtowania szkieletu wierzchołków i tekstur w wynikowy obraz klatki nazywa się potokiem graficznym. Najpierw wierzchołki trafiają do procesora wierzchołków, który zajmuje się ich obrotem, translacją, skalowaniem oraz określeniem koloru każdego wierzchołka z uwzględnieniem oświetlenia (Transforming & Lighting). Potem przychodzi projekcja - przekształcanie współrzędnych środowiska 3D na dwuwymiarowy układ współrzędnych wyświetlacza. Następnie przychodzi rasteryzacja. To dużo operacji na pikselach obrazu. Niewidoczne powierzchnie, takie jak tyły obiektów obrazu, są usuwane. Dla każdego punktu ramy obliczana jest jego wirtualna odległość od płaszczyzny wyświetlania i wykonywane jest odpowiednie wypełnienie. Na tym etapie wykonywany jest wybór tekstury i wygładzanie krawędzi.
Krok 5
Nowoczesne karty wideo to urządzenia elektroniczne o ogromnej wydajności obliczeniowej. W związku z tym istnieje wiele pomysłów na alternatywne wykorzystanie kart wideo w medycynie i prognozowaniu meteorologicznym.
