Скачиваний:
44
Добавлен:
15.06.2014
Размер:
84.48 Кб
Скачать

Графическая подсистема ПК

Графические карты. Встроенная и дискретная графика. Конструкция видеокарты. Принципы 3D-рендеринга. Устройства приема ТВ-сигнала и видеозахвата. Подключение видеокарт.

Графическая подсистема ПК

Графическая подсистема изначально не являлась частью архитектуры ПК, она была реализована как периферийная подсистема

Впоследствии графической подсистеме уделялось больше внимания, и сегодня она занимает особое место в иерархии подсистем ПК. В частности, обслуживается отдельным высокоскоростным каналом

Изначально к ПК можно было подключать одно устройство отображения. Возможность нарастить количество дисплеев была нестандартной, но допустимой

Сегодня графическая подсистема поддерживает до двух независимых дисплеев на один адаптер, до двух адаптеров в режиме совместной работы

Место графической подсистемы в архитектуре ПК

Графическая

карта

Скоростные

интерфейсы

Устаревшие

интерфейсы

ЦП ЦП

Северный

мост

Южный

мост

Мост ввода-вывода

Системная

память

Системная

память

Периферийная

шина

Устаревшие

интерфейсы

Архитектура графической карты

 

3D-процессор

 

RAMDAC

 

 

 

Контроллер

 

 

CRT

TMDS

 

 

трансмиттер

Видеопроцессор

Локальная

 

 

RAMDAC

 

видеопамять

2D-процессор

Контроллер

TMDS

 

CRT

трансмиттер

Графический

 

ТВ-кодек

ускоритель

 

 

(декодер)

 

 

Шинный интерфейс

Текстовый режим

На заре появления ПК подсистема вывода изображения не была графической

Изображение в видеопамяти строилось с помощью знакогенератора и Video BIOS

Таблицы кодировок хранились в локальной памяти или в ПЗУ

Вывод текста выполнялся с помощью вызовов Video BIOS, которые обращались к таблицам знакогенератора и регистрам курсора

Видеопамять хранила буфер кадра в формате [A:S]

Сегодня такой механизм вывода текста используется на этапе POST и в старых ОС

Обращение к Video BIOS производится только на этапе инициализации и при конфигурировании

Вывод текста в графическом режиме выполняется средствами 2D-процессора

Графический контроллер

В его функции входит обработка команд и программ от хоста и формирование буфера кадра

Сегодня различают три независимых компонента графического контроллера:

3D-процессор – наиболее сложная часть видеокарты, отвечает за 3D-рендеринг

2D-процессор – наиболее простая и практически не развивающаяся часть, постепенно ее функции берет на себя 3D-процессор

Видеопроцессор – обработка видеоданных, формирование оверлея

3D-процессор все чаще используется для реализации функций 2D и Video ввиду большой мощности и наличия большого ассортимента функций обработки графических данных

3D-процессор

Представляет собой сложный суперскалярный конвейерный векторный процессор с высокой степенью распараллеливания обработки (SIMD/MIMD)

Имеются функции как DSP, так и векторной/скалярной обработки, целочисленная и плавающая арифметика

Поддерживается микропрограммное управление с помощью шейдеров

Основные функции:

Геометрическая обработка (тесселяция, трансформация, освещение, затенение, преобразование координат, настройка треугольников)

Текстурирование

Фильтрация (билинейная, трилинейная, анизотропная)

Антиальясинг, MIP-mapping, пост-обработка, HSR…

При 3D-рендеринге используются дополнительные буферы, помимо фрейм-буфера (Front/Back): Z- буфер, W-буфер, Alpha-буфер, буфер шаблонов

Для ускорения текстурирования необходим более широкий канал с памятью:

Широкая шина подключения локальной видеопамяти (256 бит)

Многоканальный перекрестный (Crossbar) контроллер памяти

Применение памяти нового поколения (GDDR3, GDDR4) с высоким частотным потенциалом

Технология загрузки текстур из памяти была введена

вAGP (DiME), появилась и в PCIe (TurboCache, HyperMemory)

Выполнение геометрической и пиксельной обработки контролируется с помощью шейдеров, написанных на специальных языках высокого уровня (Cg, RenderMonkey)

Общее управление рендерингом – API DirectX, OGL

2D-процессор

Используется для аппаратного ускорения GUI

Основные функции:

Прорисовка примитивов – линий, кривых, полигонов

Растеризация – вывод шрифтов, заливка, растяжение/сжатие, масштабирование

Поддержка окон и спрайтов

Поддержка курсора мыши

Работа с 2D-процессором выполняется через драйвер видеокарты

Видеопроцессор

Используется не всегда, требуется специфическая поддержка со стороны ПО

Основные функции:

Преобразование цветового пространства

iDCT

Де-интерлейсинг

Компенсация движения

Фильтрация для удаления блочности

Спецэффекты с использованием шейдеров

Масштабирование

Построенная картинка отображается с помощью механизма оверлеев

Расширенные возможности CRTC позволяют выводить видео в различных режимах, в том числе разделять видео и 2D/3D между дисплеями

Соседние файлы в папке Конспект 9 тем