Видеоадаптеры массовых ПК
Видеоадаптеры (или видеоконтроллеры) системные устройства, непосредственно управляющие мониторами и выводом информации на экран с помощью сигналов управления: строчной и кадровой разверток, ЭЛТ монитора, яркостью элементов изображения, смешением цветов. Цвет формируется методом RGB. Поэтому видеоадаптер (и отклоняющая система) одновременно создают три соответствующих изображения.
1. Основные характеристики видеоадаптера:
Разрешающая способность, РС (число
точек по горизонтали и вертикали)
Режимы работы (текстовый и графический)
Воспроизведение цвета и число цветов (цветной и
монохромный)
Частота строчной и кадровой разверток (ЧСР, ЧКР)
Объем видеопамяти и скорость передачи данных
Наличие цифровых и аналоговых выходов RGB
Наличие дополнительных средств (световое перо,
прямой видеовыход и др.).
Основные программые драйверы обеспечивают совместимость с видеоадаптерами фирмы IBM, с системой BIOS, с рекомендациями VESA, а также функционирование типовых приложений DOS и Windows: текстовых процессоров (ТП), электронных таблиц (ЭТ), систем управления базами данных (СУБД), интегрированных (универсальных) пакетов автоматизации офисной деятельности и др.
2.
Стандарты на видеоадаптеры. В процессе развития в видеоадаптерах ПК
использовались следующие основные стандарты: MDA,
CGA, EGA, VGA, HGC, SuperVGA. Причем новые видеоадаптеры
поддерживают ранее применявшиеся стандарты.
Сегодня стандарты на новые видеоадаптеры
разрабатываются ассоциацией VESA. Сначала VESA
предложила использовать, как стандартный, режим
разрешения 800х600 точек и поддержку 16 цветов. Затем
были предложены 256- и 16-цветные режимы для
различных разрешений и другие режимы.
Число цветов |
Разрешение |
|||
| 4 | 640х350 | 640х480 | 800х600 | 1024х768 |
| 8 | EGA | VGA | SVGA | SVGA |
| 16 | EGA | VGA | SVGA | SVGA |
| 256 | SVGA | SVGA | SVGA | SVGA |
Для всех 256-цветных режимов необходима видеопамять объемом 512 и более Кбайт.
Видеопамять (или видеобуфер) используется для периодического повторения видеоинформации на экране. Видеопамять часть оперативной памяти ПК, находящаяся на плате видеоадаптера. Эта память расположена в физическом пространстве процессора, где для нее зарезервирована, как правило, фиксированная область адресов значительного объема.
1. Архитектура объединенной памяти. Архитектура объединенной памяти (UMA) объединяет видеопамять с системной основной памятью ПК. В этой архитектуре дисплею выделяется необходимый для текущего режима объем памяти.
2.
Реализация видеопамяти. В
традиционных видеоадаптерах в качестве
видеопамяти используются обычные микросхемы DRAM.
В современных
высокоскоростных видеоадаптерах применяются
двухвходовые микросхемы VRAM. Они позволяют
выполнять запись и чтение одновременно, что
существенно увеличивает скорость передачи
данных.
В ряде случаев видеопамять реализуется на двух
блоках DRAM, работающих в режиме чередования
(interlieving). Это позволяет пересылать данные из
одного блока на экран, а во второй-записывать
данные с локальной (системной) шины. Скорость
передачи данных достигает до 160 Мбайт/с.
Видеоплаты служат для ввода в одном из
телевизионных стандартов. В отличие от
видеосистемы ПК (работающей в пространстве
цветов RGB), цветное телевидение использует
пространство YUV.
Стандарт на цифровое видео CCIR-601 предусматривает
передачу 50 полукадров (полей) в секунду в режиме
чередования при разрешении 720х288 точек для
сигнала яркости и 360х288 точек для сигнала
цветности. Этот формат называется 4:2:2. Для
кодирования каждого пиксела используются 24
разряда информации (true color). Для работы с видео
необходимо применять сжатие информации.
1. Основные форматы сжатия. Сейчас распространены несколько основных форматов сжатия.
AVI применяется в
Video for Windows. В ПК на процессоре Pentium и наличии
графического адаптера на шине PCI возможно
восспроизведение со скоростью до 30 кадров/с при
разрешении 320х240 или 640х480 при меньшей скорости.
При этом используются различные процедуры
сжатия.
MPEG предусматривает
сжатие за счет учета: корреляции соседних кадров
и избыточности информации в самих кадрах.
Процедура сжатия требует сложных вычислений с
применением дискретного косинусоидального
преобразования (DST) и при их реализации в реальном
масштабе времени больших вычислительных
ресурсов. Поэтому кодирование и декодирование
информации осуществляется с помощью
специализированных процессоров. Декодирование
выполняется более простыми средствами, чем
кодирование. Соответствующие устройства
(MPEG-1-проигрыватели) обеспечивают качество на
уровне бытового магнитофона формата VHS при
сжатии потока информации до уровня 00/150 Кбит/с,
доступного накопителям CD-ROM.
MJPEG основан на сжатии
содержимого отдельных кадров по стандарту JPEG. В
отличие от MPEG, возможен произвольный доступ к
любому кадру, что существенно облегчает
видеомонтаж. Реализовать кодирование информации
в реальном времени значительно легче, чем при
использовании MPEG. При больших степенях сжатия
качество много хуже.
Видеосистема одна
из важнейших компонент ПК. Под ней обычно
подразумевают монитор, плату видеоадаптера и
комплект соответствующих программ-драйверов,
поставляемых в составе прикладных пакетов или
вместе с видеоадаптером.
Подавляющее большинство стационарных ПК
используют мониторы на базе электронно-лучевых
трубок (ЭЛТ),
а мобильные ПК и некоторые <<зеленые>>
настольные ПК - жидкокристаллические экраны.
| Содержание |