Видеокарта
Видеокарта – это устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в специальный разъём для видеокарт на материнской плате, но бывает и интегрированной. Видеокарты имеют встроенный графический процессор (GP), который производит обработку информации, не нагружая центральный процессор компьютера.
История появления видеокарты
Одним из I-х графических адаптеров для IBM ПК стала плата MDA (Monochrome Display Adapter) в 1981 г., которая работала лишь в текстовом режиме с разрешением 25?80 знаков (физически 720?350 точек) и имела 5 атрибутов текста: обыкновенный, инверсный, яркий, подчёркнутый и мигающий. Никакой графической или цветовой информации он передавать не мог, и то, какого цвета будут буквы, определялось моделью использовавшегося монитора, как правило они были чёрно-белыми, янтарными или изумрудными. Фирма Hercules в 1982 г. выпустила последующее развитие адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules Graphics Controller — графический адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение 720?348 точек и поддерживал 2 графические страницы. Однако он всё ещё не позволял вести работу с цветом.
I-ой цветной графической платой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM и ставшая основой для дальнейших стандартов видеокарт. Она могла вести работу или в текстовом режиме с разрешениями 40?25 и 80?25 (матрица знака — 8?8), или в графическом с разрешениями 320?200 или 640?200. В текстовых режимах доступно 256 атрибутов знака — 16 цветов знака и 16 цветов фона (или 8 цветов фона и атрибут мигания), в графическом режиме 320?200 было доступно 4 палитры по 4 цвета каждая, режим высокого разрешения 640?200 был монохромным. В развитие этой карты возник EGA (Enhanced Graphics Adapter) — улучшенный графический адаптер, с расширенной до 64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено разрешение до 640?350, в итоге добавился текстовый режим 80?43 при матрице знака 8?8. Для режима 80?25 использовалась большая матрица — 8?14, одновременно возможно было юзать 16 цветов, цветовая палитра была расширена до 64 цветов. Графический режим так же позволял юзать при разрешении 640?350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA и MDA.
Стоит заметить, что интерфейсы с монитором всех таких типов видеоадаптеров были цифровые, MDA и HGC передавали лишь сияет или не сияет точка и ещё дополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA по 3-м каналам (багровый, зеленоватый, синий) передавал основной видеосигнал, и мог дополнительно передавать сигнал яркости (в общей сложности получалось 16 цветов), EGA имел по 2 линии передачи на любой из главных цветов, то есть любой 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, возникает новая видеокарта MCGA (Multicolor Graphics Adapter — многоцветный графический адаптер). Текстовое разрешение было поднято до 640?400, что дало возможность юзать режим 80?50 при матрице 8?8, а для режима 80?25 юзать матрицу 8?16. Число цветов увеличено до 262144 (64 ур. яркости по каждому цвету), для совместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, ч/з которую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовое пространство MCGA. Возник режим 320x200x256, где любой пиксел на экране кодировался соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей не было, соответственно с EGA осталась совместимость лишь по текстовым режимам, совместимость с CGA была полная. Из-за огромного числа яркостей главных цветов появилась потребность эксплуатации уже аналогового цветового сигнала, частота строчной развертки составляла уже 31,5 KГЦ.
Позже IBM пошла ещё далее и сделала VGA (Video Graphics Array — графический видео массив), это расширение MCGA совместимое с EGA и введённое в средних моделях PS/2. Это фактический стандарт видеоадаптера с окончания 80-х гг... Добавлены текстовое разрешение 720?400 для эмуляции MDA и графический режим 640?480, с доступом ч/з битовые плоскости. Режим 640?480 замечателен тем, что в нём применяется квадратный пиксел, то есть соотношение количества пикселов по горизонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон дисплея — 4:3. Далее возник IBM 8514/a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, и IBM XGA с текстовым режимом 132?25 (1056?400) и увеличенной глубиной цвета (640x480x65k).
С 1991 г. возникло понятие SVGA (Super VGA — «сверх» VGA) — расширение VGA с добавлением более высоких режимов и дополнительного сервиса, к примеру возможности установить произвольную частоту кадров. Количество одновременно отображаемых цветов растет до 65'536 (High Color, 16 бит) и 16'777'216 (True Color, 24 бита), возникают бонусные текстовые режимы. Из сервисных функций возникает помощь VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOS стандарта VESA). SVGA воспринимается как фактический стандарт видеоадаптера где-то с середины 1992 г., после принятия ассоциацией VESA (Video Electronics Standart Association — ассоциация стандартизации видео-электроники) стандарта VBE версии 1... До того момента почти все видеоадаптеры SVGA были несовместимы м/у собою.
Графический пользовательский интерфейс, появившийся во массы операционных системах, стимулировал новый этап развития видеоадаптеров. Возникает понятие «графический акселератор» (graphics accelerator). Это видеоадаптеры, которые производят исполнение некоторых графических функций на аппаратном уровне. К числу таких функций относятся, перемещение крупных блоков изображения из одного участка дисплея в иной (к примеру при перемещении окна), заливка участков изображения, рисование линий, дуг, шрифтов, помощь аппаратного курсора и т. п. Прямым толчком к развитию настолько специализированного устройства явилось то, что графический пользовательский интерфейс без сомнений удобен, однако его применение требует от центрального процессора немалых вычислительных ресурсов, и современный графический акселератор как раз и призван снять с него львиную долю вычислений по окончательному выводу изображения на экран.