Grafika, porty, sběrnice

Hardware PC Hardware Grafika, porty, sběrnice

Grafika

Zobrazovací soustava

  1. Zobrazovací adaptér (grafická karta, videokarta)
  2. Monitor (CRT, LCD, Plazma)

Ad. 1. Režimy práce:

  1. Textový – umožňuje zobrazovat pouze znaky ve dvou barvách -> monochromatický
    • 80zn. x 25ř. semigrafika
  2. Grafický režim – barevný obraz – zobrazování jednotlivých pixelů
    • 1024x768

Parametry graf. karet :

  • Rozlišení v text. Režimu – počet znaků, které je možné zobrazit na jednom řádku krát počet řádků na obrazovce
  • Matice znaku – počet bodů ve vodorovném a svislém směru, ze kterých se může skládat jeden znak v textovém režimu
  • Rozlišení v graf. režimu
  • Počet barev (barevná hloubka) – počet barev které je možné zároveň zobrazit
  • Rychlost – udává se v grafickém režimu. Je to počet pixelů, které video karta dokáže vykreslit za jednotku času

Typy graf. karet:

  • MDA (Monochrome Display Adapter) – PC/XT, 1981, pouze textový režim (monochromaticky), 80x40, paměť 4kB
  • CGA (Color Graphic Adapter) – PC/AT, pracovala v textovém i grafickém režimu, maximálně 4 barvy ze 16, paměť 16kB
  • HGC(Hercules Graphic Card) – kvalitnější, potřeba speciálního ovladače
  • EGA (Enhanced Graphic Adapter) – kompatibilní s předešlými typy (vyjma HGC), 640x350, umožňovala zobrazit 16 barev z 64, paměť 64 – 256kB
  • VGA (Video Graphic Array) – 640x480, 64barev
  • SVGA (Super VGA) – vylepšené VGA, 16,7 mil. Barev, paměť 6MB

Hlavním úkolem grafické karty je tvorba obrazů (rendering)

Zobrazení - typy:

  1. Plošné 2D - osy x,y (kancelářské programy)
  2. Prostorové 3D - osy x,y,z (CAD)

Tvorba 3D obrazu

  • obraz se vytváří na základě počítačového modelu, charakteristiky prostředí a okolí
  • kostru modelu tvoří drátová konstrukce (vytváří se bitmapový obrázek na základě matematických algoritmů), která se pokryje povrchem (síť trojúhelníků), povrchu je přiřazen materiál a vztah k dopadajícímu světlu

Fáze tvorby obrazu:

  1. Program popíše jak má obraz vypadat a prostřednictvím obrazového rozhraní API se předá ke zpracování hardwaru

    API:

    • Microsoft DirectX
    • OpenGL
    • Aero
  2. Zobrazované těleso se musí matematicky popsat - povrch tělesa se převede na síť trojúhelníků (grafické obvody akcelerátoru)
  3. Vytvoří se povrch zobrazovaných těles "vymalováním" trojúhelníků
    • metody:
      • stínování (je stanovena barva každého pixelu v trojúhelníku)
      • mapování textur (každý trojúhelník je potažen dvourozměrným vzorkem)
  4. Filtrování a vyhlazování obrazu
    • odstranění chvění obrazu při rychlých změnách, vyhlazení hran a podobně
  5. Viditelnost trojúhelníků
    • stanovení pořadí objektů
  6. Odeslání snímku ke zpracování do monitoru

Hardware grafické karty

  • GPU (Graphics Procesor Unit) - grafický čip
    • jádro grafické karty
    • samostatný mikroprocesor, který řídí činnost karty
  • Videopaměť
    • ukládá se do ní hotový obraz, který se přenáší na monitor
  • D/A převodník (RAMDAC)
    • digitálně analogový převodník, který převádí digitlní obraz z operační paměti karty na analogový signál a ten vstupuje do monitoru
  • Ventilátor
    • soustava pracuje na maximálním kmitočtu a proto se musí chladit
  • další obvody
    • výstup na TV tuner
    • VIVO
  • výstupní konektory karty
  • konektory (AGP), PCIe
  1. ATI (AMD)
  2. nVidia

Úkol GPU

  • Vytvoření jednotlivých bodů obrazu

GPU

Pipeline

  • cesta pro zpracování informací
  • na jeden vykreslený pixel může být aplikována jedna textura za jeden cyklus
  • Počet pixelů vykreslených za jeden cyklus je počet pipeline * frekvence (fill-rate)
  • aby obraz vypadal prostorově musí se na každý pixel aplikovat více textur (elementární textury - texely)
  • dnešní karty pracují paralelně -> mají více pipeline (za jeden takt se vytvoří více texelů)
  • kadždá pipeline je vybavená shardery
    • vertex shader - vytváří trojrozměrné objekty, umísťuje je do prostoru a stará se o světelné efekty
    • pixel shader - definuje barvu a průhlednost objektů
    • vytvářený obraz se rozloží na části většinou čtverce a každá pipeline zpracuje jeden čtverec obrazu

 

  Aktivity (1)

Článek pro vás napsal David Jančík [sczdavos]
Avatar
Autor je vášnivý programátor v .NET C# a PHP. Nezná slovo "nelze", nebojí se zkoušet nepoznané a pronikat do nových technologií.

Jak se ti líbí článek?
Celkem (4 hlasů) :
4.254.254.254.25 4.25


 


Miniatura
Všechny články v sekci
Hardware
Miniatura
Následující článek
Porty

 

 

Komentáře

Avatar
Kit
Redaktor
Avatar
Kit:

Ten obrázek 13.6 je nějaký divný. Paměť a GPU by měly být podle mne obráceně, protože GPU je podle 13.8 napojen na rozhraní. Konektor DVI není napojen na paměť, ale na paměťový řadič, který je v GPU. Totéž s RAMDAC.

Odpovědět 17.6.2012 10:03
Vlastnosti objektů by neměly být veřejné. A to ani prostřednictvím getterů/setterů.
Avatar
Odpovídá na Kit
David Jančík [sczdavos]:

No jó... Děkuji za připomínku. Již jsem schéma překreslil. Nyní by mělo být v pořádku :)
Původní jsem ofotil tuším z učebnice číslicové techniky, která nám byla pro první ročník doporučena.

Odpovědět 17.6.2012 10:55
Čím více času dostaneš, tím méně ho máš.
Avatar
Kit
Redaktor
Avatar
Odpovídá na David Jančík [sczdavos]
Kit:

Není zač. Už jsem viděl spoustu nelogických schémat. Největší panoptikum nesmyslů dává Google asi na dotaz MVC, ale hledat Von Neumannovo schéma procesoru je také lahůdka.

Odpovědět 17.6.2012 11:10
Vlastnosti objektů by neměly být veřejné. A to ani prostřednictvím getterů/setterů.
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 3 zpráv z 3.