Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 58
Текст из файла (страница 58)
1ЕР-дисплей обладает крайне малым временем отклика (менее 1 мкс), он годится для воспроизведения видеоинформации. Мониторы на основе «электронной бумаги» несколько фирм (Р!т!!!рз, Хегох и Е 1пк), независимо друг от друга, объявили о разработке технологии создания кэлектронных чернила на основе тонкопленочных органических полимеров, позволяющих создавать мониторы на яэлектронной бумаге».
Пикселы на подложке — специальной электропроводяшей водо- Глава 12. Видеотерминвльнме устройства отталкивающей «бумаге» вЂ” создаются масляными капельками органического светоизлучателя, а нужная конфигурация размещения капелек формируется электростатическим полем (при снятии электрического поля капли растекаются по «бумаге» и изображение исчезает). Сверху масляная пленка закрывается стеклом с напыленным на него прозрачным электродом.
Если вместо стекла использовать полимерную пленку, то электронную бумагу и весь экран монитора можно сворачивать в рулон. Возможно создание и цветных мониторов на «электронной бумаге» вЂ” пикселы разного цвета из капель красных, синих и зеленых полимерных материалов формируются разными напряженностями электрического поля. Стереомониторы Разработано и второе поколение мониторов, создающих объемное трехмерное изображение. Для создания трехмерного (ЗО), а точнее стереоскопического изображения необходимо показывать левому и правому глазам разные картинки, как бы снятые с разных точек в пространстве. В первом поколении ЗП- мониторов для разделения картинок, показываемых левому и правому глазам, использовали специальные очки.
В «шлемах виртуальной реальности» перед глазами помещают два разных монитора. В 2004 году предложена иная технология. Экран покрывается пленкой с рядами вертикальных треугольных призм, и получается эффект, используемый в детских стереооткрытках: левый глаз видит только нечетные столбцы пикселов, а правый — четные. В результате можно создать полное впечатление стереоизображения. Видеоконтроллеры Видеоконтроллер (видеоадаптлер) является внутрисистемным устройством, преобразующим данные в сигнал, отображаемый монитором, и непосредственно управляющим монитором и выводом информации на его экран. Видеоконтроллер содержит графический контроллер, растровую оперативную память (видеопамяты хранящую воспроизводимую на экране информацию), микросхемы ПЗУ, а для аналоговых мониторов — и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП).
Контроллер (специализированный процессор) формирует управляющие сигналы для монитора и управляет выводом закодированного изображения из видеопамяти, регенерацией ее содержимого, взаимодействием с центральным процессором. Контроллер с аппаратной поддержкой некоторых функций, позволяющей освободить центральный процессор от выполнения части типовых операций, называется акселератором (ускорителем). Акселераторы эффективны при работе со сложной графикой: многооконным интерфейсом, трехмерной графикой и т. п.
Основными компонентами специализированного процессора являются: БЧОА- ядро, ядро 2))-ускорителя, ядро З))-ускорителя, видеоядро, контроллер памяти, интерфейс системной шины, интерфейс внешнего порта ввода-вывода. Аппарат- Видеоконтроллеры но большая часть этих компонентов реализуется на одном кристалле (видеочип- сете) видеоконтроллера.
Поясним некоторые компоненты: 1з 20-ускоритель — устройство, осуществляющее обработку графики в двух координатах на одной плоскости; О 30-ускоритель — устройство, осуществляющее формирование и обработку трехмерных изображений. В процессе формирования 30-изображения аппаратный 30-ускоритель взаимодействует со специализированным программным обеспечением. Таким программным обеспечением, существенно облегчаюшим работу 30-ускорителя, являются интерфейсы АР1: Ейгесг Х, Орел С1., Орел М1.. Эти интерфейсы поддерживаются большинством современных видеочипсетов.
В чипсете СеГогсеЗ впервые стали использоваться небольшие программки— шейдеры, которые прикладные программы посылают на видеоконтроллер. Если последний распознает их, то обеспечивается возможность обрабатывать трехмерные изображения с гораздо большей точностью. Процесс построения трехмерных компьютерных изображений (часто называемый конвейером) имеет несколько этапов: 1. Определение состояния объектов. 2.
Определение соответствующих текущему состоянию геометрических трехмерных моделей. 3. Разбиение этих моделей на простые элементы — графические примитивы, в качестве которых чаше всего используют треугольники. Треугольники в качестве примитива весьма удобны: для их размещения в пространстве достаточно указать координаты всего трех углов; эти же координаты полностью определяют положение и всей плоскости в трехмерном пространстве (именно на этом этапе подключается аппаратный 30-ускоритель). 4.
Преобразование параметров примитивов в целочисленные значения, с которыми работают аппаратные компоненты. 5. Закраска примитивов (формирование текстур) и финальная обработка. Текстура — это поверхность среза трехмерного объекта, фрагмент изображения, заносимый в примитив или на весь графический слой. Текстуры хранятся в буфере видеопамяти и путем прямой адресации могут оперативно выводиться на отображение в мониторе. Основные аппаратные элементы 30-ускорителя: геометрический процессор, механизм установки и механизм закраски примитивов. Характеристиками ускорителей являются максимальная пропускная способность (треугольников в секунду), максимальная производительность закраски (точек в секунду), скорость (кадров в секунду).
Важная характеристика — емкость видеопамяти, она определяет количество хранимых в памяти пикселов и их атрибутов. Видеоконтроллер должен обеспечить естественное качественное изображение на экране монитора, что возможно при 288 Глава 12. Видеотерминальные устройства большом числе воспроизводимых цветовых оттенков, высокой разрешающей способности и высокой скорости вывода изображения на экран. Под разрешающей способностью здесь (так же, как и для мониторов) понимается то количество выводимых на экран монитора пикселов, которое может обеспечить видеоконтроллер.
При разрешении 1024 х 768 на экран должно выводиться 786432 пиксела, а при разрешении 2048 х 1536 — 3 145 728 пикселов. Для каждого пиксела должна храниться и его характеристика — атрибут. Количество воспроизводимых цветовых оттенков (глубина цвета) зависит от числа двоичных разрядов, используемых для представления атрибута каждого пиксела. Выделение 4 бит информации на пиксел (контроллеры ССА) позволяло отображать 2т - 16 цветов, 8 бит (контроллеры ЕСА и ттСА) 2в - 256 цветов, 16 бит (стандарт Н!8)тСо!ог), 24 и 25 бит (стандарт ТгиеСо!ог в контроллерах 5ЪтСА), соответственно, 2'е - 65536, 2м - 16777216 и 2м = 33554432 цветов.
В стандарте ТгиеСо!ог в отображении каждого пиксела обычно участвуют 32 бита, из них 24 или 25 нужны для характеристики цветового оттенка, а остальные — для служебной информации. Необходимую емкость видеопамяти для работы с двухмерной графикой можно приблизительно сосчитать, умножив количество байтов атрибута на количество пикселов, выводимых на экран. Например, в стандарте ТгиеСо!ог при разрешающей способности монитора 1024 х 768 пикселов емкость видеопамяти должна быть не менее 2,5 Мбайт, а при разрешении 2048 х 1536 — не менее 9,5 Мбайт. При работе со сложными графическими программами, такими, например, как Р!тоссе)тор, АпгоСат), !шайеКеа65у, ЗП Мах и др., ввиду необходимости отображения стереоструктур, слоев и примитивов, их формирующих, необходимая емкость видеопамяти может достигать 128 Мбайт и более (в атрибут каждого пиксела включается кроме его координат Х и У на плоскости значение его третьей координаты 2 (глубины).
В сложных графических системах требуется большая разрядность У-буфера (до 32 бит), иначе бывает трудно различить близко расположенные по глубине точки изображения. Кроме того, для ускорения последовательной выборки текстур из памяти иногда создается два буфера. Пока на экран выводится содержимое из одного буфера, ведется расчет размещения текстур для другого буфера. Затем буферы меняются местами.
Это позволяет придать движущемуся по экрану изображению большую плавность, но требует двухкратного увеличения объема видеопамяти. Поэтому для 3!)-графики иногда необходима видеопамять до 256 Мбайт. Правда, есть возможность размещать текстуры и в оперативной памяти ЭВМ, но это дополнительно существенно загружает центральный процессор и, несмотря на современные скоростные интерфейсы (РС! Ехргезз 16х, например), замедляет работу видеосистемы и ухудшает качество изображения. В текстовых режимах работы требуется существенно меньшая видеопамять.
Скорость вывода изображения на экран зависит от скорости обмена данными видеопамяти со специализированным процессором, цифроаналоговым преобразователем и центральным процессором. Для увеличения скорости обмена данными используются: Видеоконтроллеры 269 0 увеличение разрядности и тактовой частоты внутренней шины видеоконтроллера (вплоть до 256 разрядов и 600 МГц); О новейшие быстродействующие типы оперативной памяти. В качестве видеопамяти в контроллерах могут применяться различные типы памяти РКАМ, как универсальные: ЯЖАМ, 1ЖРКАМ, РРК! и Р1Ж2 5РКАМ, — так и особо быстрые специализированные: ИСКАМ (синхронная графическая), УКАМ и ч!гКАМ (двухпортовые типы видеопамяти, в памяти ч!гКАМ для ввода и вывода информации применяются разнотипные порты), ЗР КАМ (трехмерная) и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
