Краткая история видеокарты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Краткая история видеокарты

Такое электронное устройство, как видеокарта (графическая карта, плата, ускоритель), качества которого имеют такое большое значение для современных компьютеров, берет свое начало с созданного в 1981 году специалистами компании IBM монохромного видеоадаптера (MDA), выполненного в виде отдельной платы и обеспечивавшего разрешение 720 на 350 пикселей. Адаптер MDA не обладал графическими возможностями и предназначался только для обработки текстовой информации (хотя имел несколько режимов ее воспроизведения). Цены в интернет-магазинах: MSI GeForce GT 730 4096Mb, N730-4GD3V2 DVI, HDMI, VGA Ret flashcom.ru 4890 Р. В том же, 1981 году был создан видеоадаптер CGA, который был способен отображать различные цвета и стал первым графическим ускорителем в истории компьютерной техники. Дальнейшее развитие в производстве видеокарт происходило по пути развития основных параметров - увеличивались разрешение картинки и возможности цветопередачи - до тех пор, пока в 1987 году не был создан видеоадаптер VGA, ставший настоящим образцом для данных электронных устройств своего времени. Такие адаптеры имели разрешение 640 на 480 пикселей и обеспечивали отображение 264 цветов. Но они также лидировали недолго. Вскоре появился новый стандарт, существенно расширивший графические возможности предшественника. SVGA-адаптеры поддерживали 65 536 цветов, и их разрешение составляло 800 на 600 точек. С 1996 года начался период конкуренции между сильнейшими производителями видеокарт, окончившийся в 2001 году. Это были такие компании, как 3Dfx, ATI и nVIDIA. Первая представляла адаптер, осуществлявший поддержку OpenGL, DirectX и имевший разрешение в 640 на 480 точек и 16-битовый цвет - Voodoo Graphics. В числе его недостатков называли низкую скорость работы в поддерживаемых режимах. ATI выпустила 3D Rage II, видеокарту, которая, несмотря на название, в 3D-режиме не показала себя с лучшей стороны, но поддерживала DVD формат MPEG-2 и технологию Direct3D. А вот третья компания - nVIDIA, которая, кстати, и стала лидером в этой борьбе, - представила лучший вариант адаптера, названный Riva 128. Хотя нельзя не вспомнить, что первая видеокарта компании (NV1) оставляла желать лучшего. Цены в интернет-магазинах: ASUS 2048Mb R5230-SL-2GD3-L DVI, HDMI, VGA Ret flashcom.ru 2850 Р. Конкурентная борьба, как и следовало ожидать, продолжилась и после указанного периода. Впрочем, она не прекращается и по сей день, а соперничество ознаменовывается появлением все новых и новых технологических решений. В качестве примера лучших видеокарт последнего времени можно привести GeForce GTX 680. Это новейшее устройство кроме прекрасных графический характеристик и поддержки многих современных технологий отличается тем, что может обеспечивать графической поддержкой по четыре монитора одновременно

Понятие и устройство видеокарты

Обработка графической информации - одна из сложнейших задач, которые выполняет компьютер.

Видеокарта (видеоадаптер, видеоплата) - важная и сложная часть компьютера, в ее задачу входит обработка информации и вывод изображения на экран монитора. Современные видеокарты состоят из собственного процессора, кулера, оперативной памяти.

На протяжении многих последних лет существуют два основных производителя видеоплат. Это  компании Nvidia и ATI Technologies (в 2006 году была приобретена американской компанией AMD). Компания Nvidia производит видеокарты под брендом GeForce, а ATI - под брендом Radeon.

Краткий принцип работы видеоадаптера

Процесс обработки графических данных - это очень сложный процесс. Чтобы получить на экране монитора определенное изображение, видеокарта выполняет много различных операций. Она получает информацию о будущей картинке от центрального процессора, после этого строит ее каркас, состоящий из точек (их называют «вершинами»).

Затем на этот каркас помещаются плоские кусочки - «полигоны». Под конец специальные программы («шейдеры») сглаживают углы, а на последнем этапе полученная фигура покрывается цветовой текстурой.

Т.к. картинка постоянно изменяется (особенно в компьютерных играх), расчеты должны производиться с очень большой скоростью. Только так можно обеспечить формирование необходимого количества кадров за 1 секунду. Идеальным для человеческого глаза является частота равная 25 кадров/сек. (англ. - FPS или Frames Per Second). Если количество кадров меньше, то будет заметно «торможение».

Почти все современные материнские платы и процессоры имеют встроенное видеоядро и поэтому покупать отдельную плату не всегда необходимо. В роли видеопамяти выступает часть оперативной памяти ПК. Не стоит ожидать высокой производительности от такого компьютера, но для работы в интернете и с офисными документами её будет вполне достаточно.

Устройство видеокарты

Рассмотрим из каких частей состоит видеоадаптер:

· Графический процессор (от англ. GPU (Graphics processing unit) - графическое процессорное устройство, графическое ядро) - занимается расчетами и формированием графической информации, которая выводится на монитор компьютера. GPU - основа видеоадаптера и очень часто превосходит центральный процессор по своей сложности.

· Видеопамять - является своеобразным буфером для временного помещения в него выводимых на монитор изображений, которые создаются и постоянно изменяются графическим ядром.

· Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) (от англ. RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter)) - осуществляет преобразование цифровой информации в аналоговый сигнал, который отображается на мониторе ПК. От ЦАП зависит разрешение картинки, частота вертикальной развертки, количество отображаемых цветов. Цифровые мониторы или проекторы, которые подключаются к цифровому разъему видеокарты, используют свои собственные ЦАП и не зависят от RAMDAC видеокарты.

· Видеоконтроллер - устройство, которое отвечает формирование и передачу на RAMDAC необходимой информации из видеопамяти.

· Видео-ПЗУ (Video ROM) - представляет из себя микросхему, которая хранит базовую систему ввода-вывода данной видеоплаты, другими словами, BIOS, и определяет алгоритмы и правила, заданные производителем, используя которые, между собой взаимодействуют различные составные части видеокарты.

· Система охлаждения, которая осуществляет отвод тепла от видеопроцессора, видеопамяти и др. компонентов и его рассеивание, для обеспечения рабочего температурного режима.

Разъемы для подключения в компьютер

Как мы уже отмечали выше, видоекарты бывают внешние и встроенные. Рассмотрим немного подробнее особенности внешних видеокарт.

Внешняя видеокарта представляет собой плату расширения и подключается в один из портов на материнской плате.

Наиболее старый разъем для подключения это AGP (от англ. - Accelerated Graphics Port или в переводе - ускоренный графический порт). Довольно редко, но всё-таки его ещё можно встретить на довольно старых компьютерах. Он был разработан компанией Intel сразу после появления процессоров Intel Pentium II и предназначался для соединения видеокарт и материнских плат с целью увеличения быстродействия видеосистемы.

AGP разъем

Но сегодня они безнадежно устарели, т.к. имеют очень малую пропускную способность шины (всего до 2.1 Гбайт/сек), при возросших требованиях современных программ и игр. Если в вашем компьютере установлена AGP видеокарта и нужно заменить ее на современную, то ничего не получится. Современные видеоадаптеры используют другой интерфейс - PCI Express x16.

PCI Express x16 разъем

В современных материнских платах отсутствует слот AGP, и все внешние видеокарты подключаются только через интерфейс PCI Express. Скорость шины данного интерфейса намного выше, чем у его предшественника. На сегодняшний день появилась уже третья версия интерфейса - PCI Express 3.0. С ним скорость передачи данных может достигать 16 Гбайт/сек.

Разъемы видеокарты

Современные видеокарты обычно имеют по несколько разъемов, к которым можно подключить монитор (даже несколько мониторов одновременно), телевизор, проектор и т.д.

· Наиболее старым выходным разъемом является VGA (от англ. Video Graphics Array). Появился данный разъем в далеком 1987 г. Как правило, при помощи него видеоплаты подключают к старым мониторам. Сигнал, выходящий через данный разъем, является аналоговым.

· DVI (от англ. Digital Visual Interface) - цифровой выход. В основном используется для подключения современных ЖК-мониторов. В отличие от VGA. Может работать как аналоговым, так и с цифровым видеосигналом.

· HDMI (от англ. High-Definition Multimedia Interface)  - цифровой выход, используется для подключения ЖК-телевизоров и плазменных панелей. Основное отличие между HDMI и DVI в том, что разъём HDMI, кроме передачи видеосигнала, может передавать многоканальный цифровой аудиосигнал.

· DisplayPort (DP) - также стандарт сигнального интерфейса, предназначенный для цифровых дисплеев. Рекомендуется к использованию в качестве самого современного интерфейса для соединения между собой аудио и видеоаппаратуры: компьютера с дисплеем или компьютера и домашнего кинотеатра.

Монитор

Монитомр -- устройство, предназначенное для воспроизведения видеосигнала и визуального отображения информации, полученной от компьютера. Принципиальное отличие от телевизора заключается в отсутствии встроенного тюнера, предназначенного для приёма высокочастотных сигналов эфирного (наземного) телевещания. Кроме того, в большинстве мониторов отсутствует звуковоспроизводящий тракт и громкоговорители.

Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (в компьютере -- видеокарта). В качестве монитора может применяться также телевизор.

По виду выводимой информации

Алфавитно-цифровые [система текстового (символьного) дисплея (character display system) -- начиная с MDA]:

· дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию;

· дисплеи, отображающие псевдографические символы;

· интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных;

Графические, для вывода текстовой и графической (в том числе видео-) информации:

· векторные (vector-scan display);

· растровые (raster-scan display) -- используются практически в каждой графической подсистеме PC; IBM назвала этот тип отображения информации (начиная с CGA) отображением с адресацией всех точек (All-Points-Addressable, APA), -- в настоящее время дисплеи такого типа обычно называют растровыми (графическими), поскольку каждому элементу изображения на экране соответствует один или несколько бит в видеопамяти.

По типу экрана

· ЭЛТ -- монитор на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT).

· ЖК -- жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD).

· Плазменный -- на основе плазменной панели (англ. plasma display panel, PDP, gas-plazma display panel).

· Проектор -- видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант -- через зеркало или систему зеркал); и проекционный телевизор.

· LED-монитор -- на технологии LED (англ. light-emitting diode -- светоизлучающий диод).

· OLED-монитор -- на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode -- органический светоизлучающий диод).

· Виртуальный ретинальный монитор -- технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.

· Лазерный -- на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство)

Веб-камера

Веб-камера -- цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).

Веб-камеры, доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой. видеокарта компьютер веб камера

Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, -- это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger.

Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (такими, как детекторы движения, подключение внешних датчиков и т. п.)

История

Первая в истории веб-камера была запущена в 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета. Сейчас она не работает, поскольку была отключена 22 августа 2001 года.

Подобно многим сетевым технологиям, веб-камеры и видеочаты приобрели массовую популярность. Необходимость в «живых» видеоизображениях породила вебкамеры, способные вещать через интернет в формате видеопотока, не требующего от зрителя необходимости вручную обновлять изображение; а вскоре, ненужными в современных браузерах стали специальные плагины.

Устройство веб-камеры

Веб-камера содержит объектив, оптический фильтр, ПЗС или КМОП матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения и опционально веб-сервер для подключения к сети.

Камеры с доступом через Интернет

Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним и пользователям Интернетасозерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.

Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихсявулканов, канатных дорог, пекарен и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).

Часто веб-камеры используют для демонстрации качества или условий предоставляемого коммерческого сервиса -- например, на веб-сайте горнолыжного курорта можно увидеть изображение горнолыжного склона, снятое именно в тот момент, когда его пожелает просмотреть посетитель веб-сайта. Некоторые веб-камеры могут удаленно управляться и в этом случае с помощью кнопок навигации на странице, отображаемой в браузере, можно повернуть веб камеру вправо или влево или изменить угол наклона -- чтобы лучше рассмотреть место съемки.

Существуют веб-камеры, на страницах которых можно управлять не самой веб-камерой, а устройством, которое она (веб-камера) показывает.

Охранные системы

Иногда вебкамеры применяются в системах охраны. Предприятия используют вебкамеры для наблюдения и видеозаписи происходящего в конторах, в прихожих и на складах, на выборах. Домовладельцы при помощи вебкамер наблюдают что угодно -- от детской и до заднего двора.

Сама по себе вебкамера, как правило, не способна хранить видеозапись, а просто делает снимки; для сохранения видеозаписи используется специальное программное обеспечение на компьютере, к которому вебкамера подключена.

Сетевая веб-камера (IP-камера)

Современная IP-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. В отличие от обычной веб-камеры сетевая камера функционирует как вебсервер и имеет свой собственный IP-адрес. Таким образом, возможно непосредственное подключение камеры к интернету, что позволяет получать видео и аудиосигнал и обеспечивать управление камерой посредством интернета через браузер

Размещено на Allbest.ru