Grafické karty a zobrazovacie jednotky

Grafická karta slúžia na uchovanie a organizáciu dáta určených na zobrazenie a vytvorenie výstupného signálu, ktorý sa zobrazí na monitore ako obraz. V podstate grafická karta preberá dáta z procesoru a transformuje ich na videosignál. Celý obraz viditeľný na monitore je uložený v pamäti video RAM na grafickej karte. Grafická karta môže byť konštrukčne riešená ako samostatná karta, ktorá sa zasunie do slotu v základnej doske, alebo môže byť aj integrálnou súčasťou základnej dosky.

GK je obsadená:

GPU – graphic processing unit /grafický procesor/

Pamäť

Prevodník RAMDAC

Pamäť typu EPROM alebo Flash

Chladič

Riadiaci procesor /grafický procesor/ – jeho hlavnou úlohou je prijímať príslušné dáta a vytvárať v nich digitálny obraz. Režim zobrazenia je určený počtom obrazových bodov, tzv. pixelov, v horizontálnom a vertikálnom smere monitora a počtom farieb, ktoré je možné zobraziť. Pixel je obrazový bod /Picture Element/. Je to najmenšia spojitá jednotka na obrazovke.

Obraz sa v krajnom zjednodušení dá predstaviť ako veľká tabuľka, kde každý bod môžes mať hodnotu 1 alebo 0 /rozsvietený, zhasnutý bod/. Na popis stačí jediný bit, preto vznikol pojem bitmapa. Ak počet bitov pre jeden bod sa zvýši, dá sa zobraziť viac farieb. Tak napríklad 4-bitový obrázok môže zobraziiť 16 farieb /24/ a 24-bitová grafika zobrazí 16,7 milioána farieb- ide už o tzv. true color. P“očtu bitov na vyjadrenie farieb sa hovorí bitová farebná hĺbka

Akcelerátor – priamo vykonávajú celý rad grafických výpočtov. Grafická karta prijíma z CPU krátke inštrukcie obsahujúce pokyn čo sa má zobraziť a grafická karta sama, vo vlastnej réžii, „kreslí“ priamky, zobrazuje okná, rôzne grafické prvky a vykonáva všetky potrebné grafické výpočty, čím dochádza k podstatnej úspore času CPU.

Súčasná grafická karta teda neralizuje len prevod digitálnej informácie na obrazovú, ale sa podieľa na výpočte zobrazovaných údajov.

GPU /grafický procesor, videočip, videoprocesor/: v minulosti teda vykonával iba prevod príslušných dát na obrazový výstup v súčasnosti sa pod týmto pojmom môže rozumieť čip integrujúci 2D/3D akcelerátor s riadiacim procesorom, nakoľko v súčasných grafických čipoch je akcelerátor jeho integrálnou časťou.

Pamäte grafických kariet

Ďalším parametrom určujúcim výkonnosť grafickej karty je rýchlosť a kapacita pamäte. Veľkosť požadovaného rozlíšenia priamo súvisí s veľkosťou pamäte RAM.

Súčasné grafické karty majú pamäte 128-512 MB /1024/ DDR SDRAM. Obvykle sa uvádza len údaj DDR /niekedy sa uvádza aj GDDR.

Ramdac

Pokiaľ grafická karta je určená na spolupráce s bežným monitorom integrálnou súčassťou grafickej karty je RAM číslicovo –analógový konvertor. /RAM digital Analog Converter/. Princíp práce CRT monitorov vyžaduje analógový videosignál. Tento je potrebné prievviesť na vstup do monitora. PC pracuje s digitálnymi dátami, ktoré sú spracovávané v grafickej karte.

Pamäť typu EPROM alebo Flash

V tejto pamäti sú uložené: BIOS /označovaný aj Video-BIOS, Fireware grafickej karty, základné fonty znakov,…./Video –BIOS podobne ako BIOS na základnej doske umožnuje softvéru komunikáciu na fyzickej, hardvérovej vrstve z jednotlivými prvkami grafickej karty.

Chladenie

• grafické karty môžu byž chladené pasívnymi aj aktívnymi chladičmi v závislosti od tepelného vyžarovanie tej ktorej karty

Typ slotu

• AGP, PCI-Express

AGP – zbernica bola určená od svojho vzniku na pripojenie len grafickej karty. Nejde o zbernicu, ku ktorej je možné pripojiť niekoľko zariadení súčasne, teda o zdieľanú zbernicu, ale dá sa pripojiť len grafická karta.

Textúra zaberá najväčší podiel dát zobrazovaného objektu, a tak vznikla myšlienka ukladať textúry do systémovej operačnej pamäte / v tej dobe videoRAM 4 MB/.

Niektoré významné pojmy z grafiky

• 2D/3D – dvojdimenzionálna /trojdimenzionálna grafika
• Rastrová grafika – tabuľka /1/0/
• Vektorová grafika – každý objekt je popísaný vektormi / výhoda: zväčšovanie, zmenšovanie/
• Najpoužívanejšie formáty – GIF, JPG ,BMP
• Pixel – základný bod z ktorého sa skladá obraz, ich počet v zobrazovanom snímku je daný použítým rozlíšením
• Vertex – Vrchol mnohoulohlíka /polygonu/, respektívne jednotlivé uzly v drôtovom modely popisovaného objektu, ktoré popisujú geometriu modelovaného telesa.
• Textúra – Textúra je v podstate popis vlastností povrchu telesa ako sú farba, priehľadnosť, lesk, hrbolatosť atd. V najjednoduchšej podobe je textúra rastrový obraz nanesený na priestorový objekt.
• Grafické ovládače – programové vybavenie vytvárané výrobcom grafického čipu. Úlohou ovládača je čo najefektívnejšie prekladať požiadavky operačného systému a aplikácií do formy, ktorá je zrozumiteľná grafickému procesoru. Kvalita ovládača, tak ovplyvňuje nielen rýchlosť, ale aj kvalitu vykresleného obrazu.

Pixel Shader – program určený na vykonávanie výpočtov s pixelmi

Pipeline – počet jednotiek na spracovávanie pixel a vertex operácií v grafickom čipe. Vyšší počet pixel pipeline umožní spracovať viac pixelov za takt.

Vertex Shader – program určený na geometrické výpočty s vertexami.

Anizoropné filtrovanie – metóda filtrovania, zabrańujúca rozmazaniu vzdialenejších textúr, pričom sa berie do úvahy aj uhol pod akým je textúrová mapa zobrazovaná.

SLI technológia – SLI technológia od firmy Nvidia pracuje tak, že si karty rozdelia úlohy na dve časti. Hlavnú úlohu pri rozdelení záťaže majú ovládače. /Cross-Fire v podstate to iste len od ATI/

Computer Aided Design /počítačom podporovaný návrh / CAD , je počítačom podporovaný návrh súčiastky alebo počítačová podpora tvorby konštrukčnej dokumentácie. Ide o programové vybavenie pre geometrické a matematické modelovanie súčiastok a ich vlastnosti. Okrem grafických činností CAD systémy umožňujú realizovať aj rôzne inžinierske výpočty a analýzy. Computer Aided Design /Copmupter Aided Manufacturing /návrh/výroba za pomoci počítača/ CAD/CAM

Konektory na karte môžu byť:

VGA konektor grafickej karty 15 pinový – je konektor s otvormi v troch radách po piatich. Vedie sa nimi do monitora / v analógovej podobe, čo a kde sa má zobraziť.

DVI /digital Visual Interface/ konektor – je najnovší typ priipojenia monitora už CRT alebo LCD. Konektor na LCD monitoroch a graf. kartách. Vo všeobecnosti slúži na digitálne prepojenie grafickej karty zo zobrazovacím zariadením. Obraz sa dekóduje až v „obrazovke“ vďaka čomu je kvalitnejší s minimálnym rušením.

S-video konektor /výstup/ Super-Video output/ je technológia na prenos video-signálu cez konektor, pričom video informácia je rozdelená na dve separátne časti /signály/ a to: signál obsahujúci informácie o farbe /chrominance/ a o jase /luminance/. Televízor tak dokáže vytvárať ostrejší obraz videa ako je to pri jednokanálovom prenose.