link980 link981 link982 link983 link984 link985 link986 link987 link988 link989 link990 link991 link992 link993 link994 link995 link996 link997 link998 link999 link1000 link1001 link1002 link1003 link1004 link1005 link1006 link1007 link1008 link1009 link1010 link1011 link1012 link1013 link1014 link1015 link1016 link1017 link1018 link1019 link1020 link1021 link1022 link1023 link1024 link1025 link1026 link1027 link1028 link1029 link1030 link1031 link1032 link1033 link1034 link1035 link1036 link1037 link1038 link1039 link1040 link1041 link1042 link1043 link1044 link1045 link1046 link1047 link1048 link1049 link1050 link1051 link1052 link1053 link1054 link1055 link1056 link1057 link1058 link1059 link1060 link1061 link1062 link1063 link1064 link1065 link1066 link1067 link1068 link1069 link1070 link1071 link1072 link1073 link1074 link1075 link1076 link1077 link1078 link1079 link1080 link1081 link1082 link1083 link1084 link1085 link1086 link1087 link1088 link1089 link1090 link1091 link1092 link1093 link1094 link1095 link1096 link1097 link1098 link1099 link1100 link1101 link1102 link1103 link1104 link1105 link1106 link1107 link1108 link1109 link1110 link1111 link1112 link1113 link1114 link1115 link1116 link1117

PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Видеоадаптеры

Видеоадаптеры

Рендеринг сцен с использованием двух графических процессоров

Идея объединения двух видеоадаптеров для ускорения визуализации сцены отнюдь не нова. Еще адаптеры 3dfx Voodoo 2 поддерживали режим SLI (Scan Line Interleave — чередование строк кадра); при этом пара плат Voodoo 2 обрабатывала сцену последовательно: один адаптер обрабатывал нечетные линии (первую, третью, пятую и т.д.), а второй — четные (вторую, четвертую, шестую и т.д.). Несмотря на все преимущества данной технологии использование двух адаптеров Voodoo 2 в режиме SLI оказалось дорогим удовольствием, доступным только обеспеченным поклонникам компьютерных игр.

Некоторые компании также экспериментировали с использованием двух графических процессоров на одной плате с целью увеличения быстродействия, однако подобные решения не снискали особой популярности. Тем не менее идея повышения быстродействия графической подсистемы благодаря использованию двух видеоадаптеров оказалась достаточно жизнеспособной и продолжила свое развитие даже после того, как компания 3dfx прекратила существование.

NVIDIA SLI

Когда компания NVIDIA приобрела все, что осталось от компании 3dfx, она также получила в свое распоряжение торговую марку “SLI”; в середине 2004 года NVIDIA представила собственную концепцию использования двух видеоадаптеров для визуализации сцены, назвав разработанную ею технологию также “SLI”. При этом с технической точки зрения версия SLI от компании NVIDIA не имеет практически ничего общего с одноименной технологией, изначально разработанной компанией 3dfx.

Компания NVIDIA расшифровывает термин SLI как “Scalable Link Interface” (масштабируемый связующий интерфейс). Под масштабированием понимается балансирование нагрузки, которое определяет, какой объем работ выполняет каждый из адаптеров при рендеринге определенной сцены в зависимости от сложности последней. Для обеспечения работы режима SLI необходимы следующие компоненты.

  • Системная плата с шиной PCI Express на базе набора микросхем с поддержкой SLI, содержащая два разъема PCI Express, которые можно использовать в режиме SLI. Среди таких наборов микросхем — все модели серии nForce Professional, равно как и модели SLI серий nForce 4, nForce 5 и nForce 6. Версии этих графических процессоров доступны как для Intel, так и для AMD.
  • Два видеоадаптера на базе графических процессоров производства компании NVIDIA, относящиеся к семействам GeForce 6, 7 и 8 с поддержкой SLI. Для соединения адаптеров используется специальный “мост” MIO (multipurpose I/O). Он поставляется вместе с системными платами с поддержкой SLI.

Примечание!

Изначально режим SLI предполагал использование совершенно идентичных видеоадаптеров. Однако после выпуска компанией NVIDIA драйверов ForceWare версии 81.85 и более поздних в этом нет необходимости. Как и в случае с аналогичной разработкой от компании ATI, CrossFire, необходимы две платы на базе графических процессоров одного семейства (две платы GeForce 7800, две платы GeForce 6800 или две платы GeForce 6600), однако они могут быть производства разных компаний. Обновленные версии драйверов можно загрузить с сайта компании-производителя или непосредственно с сайта компании NVIDIA (www.nvidia.com). Более полную информацию о технологии SLI и совместимых с ней наборах микросхем и адаптерах можно получить на сайте SLI Zone (http://sg.slizone.com).

Для обеспечения наилучших результатов режим SLI следует использовать при запуске игр, оптимизированных для данного режима. Более 500 игр поддерживаются панелью управления SLI, однако в ней можно создать и дополнительные профили.

На рисунке представлена типичная система SLI. Обратите внимание на мост MIO, соединяющий оба видеоадаптера.

ATI CrossFire

Технология использования нескольких графических адаптеров от компании ATI, которая получила название CrossFire, использует три метода ускорения рендеринга трехмерных сцен: чередование рассчитываемых кадров; построчное, шахматное или иное чередование рассчитываемых пикселей, предполагающее разделение сцены на несколько частей, параметры которых рассчитываются разными адаптерами; разделение экрана на несколько непересекающихся зон (данный подход можно сравнить с балансировкой нагрузки при использовании режима SLI). Драйвер ATI Catalyst использует чередование рассчитываемых кадров для обеспечения наилучшего быстродействия, однако автоматически переключается на другие режимы, если запущенная игра не поддерживает чередование рассчитываемых кадров.

Для обеспечения более высокого качества изображения по сравнению с одиночным видеоадаптером режим CrossFire предлагает целый ряд дополнительных вариантов сглаживания SuperAA, которые позволяют накладывать результаты сглаживания каждым из адаптеров. Точно так же режим CrossFire позволяет улучшить результаты анизотропной фильтрации, накладывая результаты, полученные каждым из адаптеров.

Для обеспечения работы режима CrossFire необходимы следующие компоненты.

  • Системная плата с шиной PCI Express на базе набора микросхем с поддержкой CrossFire, содержащая два разъема PCI Express, которые можно использовать в режиме CrossFire. Среди таких наборов микросхем — AMD 580X и 480X, ATI CrossFire Xpress 3200 и Intel 975X и P965 Xpress.
  • Комбинация видеоадаптеров, которые поддерживают работу в режиме ATI CrossFire. Эту поддержку обеспечивают карты Radeon X850, X1300, X1550, X1600, X1650, X1800, X1900, X1950, HD 2600XT и 2900XT.

Примечание!
Конкретные модели материнских плат, видеокарт, блоков питания, модулей памяти и корпусов, поддерживающих технологию CrossFire, можно найти по адресу:

http://ati.amd.com/technology/crossfire/buildyourown.html 


Первое поколение карт CrossFire требовало от пользователей покупки специальных карт CrossFire Edition, которые содержали объединительную микросхему Xilink XC3S400, а также уникальный порт DMS59, предназначенный для объединения плат. Одна из этих карт была спарена со стандартной платой Redeon той же серии с помощью внешнего кабеля, идущего от порта DVI стандартной карты к порту DMS специальной. В моделях X1300 и X1600 для передачи информации между картами уже использовалась шина PCI Express.

Современные реализации CrossFire предполагают использование объединяющего моста (подобного компоненту SLI MIO). Такой мост обеспечивает работу пар соответствующих карт моделей X1950, X1650, HD 2900XT и HD 2600XT.

Поддержку технологии можно отключить, при этом две карты смогут поддерживать два монитора. Также карты CrossFire можно использовать для реализации эффектов в играх, поддерживающих технологию HavokFX (www.havok.com).

Более подробно о технологии CrossFire можно узнать на сайте компании AMD:

http://ati.amd.com



Платы Desktop Video (DTV)

Компьютер можно использовать для сохранения, редактирования и последующего воспроизведения телевизионных сигналов (обычных или РВ) от какого-либо источника. Когда речь идет о таком использовании компьютера, приходится вновь возвращаться к цифровому и аналоговому способам передачи и хранения информации. Для редактирования видео его нужно захватить, т.е. преобразовать в цифровой вид и сохранить в файле.

Для того чтобы записывать и сохранять видео в виде файлов, нужны специальные устройства, называемые платами-преобразователями, TV-тюнерами или платами захвата кадров.


Примечание!

В данном контексте термин ‘‘видео’’ означает полноэкранное изображение на компьютерном мониторе. При оценке возможностей аппаратного обеспечения для работы с видео следует различать устройства, захватывающие неподвижные изображения с видеоисточника, и устройства, способные захватывать полноэкранные видеопотоки.

Сегодня существует два вида источников видеосигналов: аналоговый и цифровой. Аналоговые видеосигналы могут быть получены из традиционных источников, к которым относятся телевещание и кабельное телевидение, видеомагнитофоны и видеокамеры, использующие магнитную ленту стандарта VHS или ему подобных. Этот процесс, в отличие от обработки фотографических изображений, требует большого объема памяти и немалых системных ресурсов.

Обычная система отображения компьютера разрабатывалась для вывода в основном статических изображений. Запись и считывание изображений связаны с обработкой файлов огромных размеров. Например, одна полноэкранная цветная картинка в несжатом формате занимает около 2 Мбайт дискового пространства, при этом для записи телепрограммы продолжительностью всего в одну секунду потребуется 45 Мбайт. Кроме того, при передаче изображения в компьютер необходимо предварительно преобразовать аналоговый сигнал NTSC в цифровую форму. Внутри компьютера видеосигналы должны передаваться со скоростью, в 10 раз превышающей возможности обычной шины ISA. Следовательно, нужны не только хорошие видеоадаптер и монитор, но и шина PCI Express или AGP.

Поскольку файлы с телепрограммами (и изображениями) занимают на диске очень много места, их следует сжимать. Сжатие используется при обработке как видео-, так и аудиоинформации. Сжатый файл занимает меньше места на диске и благодаря меньшему объему данных проще в обработке. При воспроизведении телепрограммы файл распаковывается. В любом случае для возможности работы с видео необходим достаточно большой и быстродействующий жесткий диск.

Программы и устройства сжатия/декомпресссии называются кодеками. Существует два вида систем сжатия: с использованием аппаратных средств и с применением только программных методов (аппаратно-независимые). Быстродействие первых обычно выше, но их применение связано с установкой дополнительных устройств. Вторые представляют собой набор специализированных программ для сжатия и воспроизведения файлов, но их качество и коэффициент сжатия ниже. Ниже приведены два основных алгоритма работы систем сжатия.

  • JPEG (Joint Photographic Experts Group). Изначально этот алгоритм был разработан для неподвижных изображений, но впоследствии оказалось, что он подходит для сжатия со скоростью, соответствующей телевизионной развертке (30 кадров в секунду). Согласно алгоритму JPEG исходный сигнал преобразуется в последовательность неподвижных изображений, которые затем можно отредактировать. При сжатии происходит частичная потеря информации, но этого можно избежать. Избыточные данные из каждого кадра удаляются (внутрикадровое сжатие). Средняя степень сжатия — 30:1 (от 20:1 до 40:1).
  • MPEG (Motion Pictures Experts Group). Степень сжатия приблизительно равна 30:1, но с помощью отбора опорных кадров ее можно довести до 100:1 (а иногда даже 200:1); при этом скорость и качество изображения остаются высокими. При междукадровом сжатии записываются только различия между двумя последовательными кадрами (приращения — положительные или отрицательные). Данный алгоритм нельзя использовать при моделировании или редактировании отдельных фаз движения.

Если вы собираетесь захватывать или сжимать видео на своем компьютере, установите на нем программное обеспечение, основанное на одном из следующих стандартов: Microsoft DirectShow (наследник Video for Windows и ActiveMovie), Windows Vista и Microsoft Media Foundation, Real Producer от Real Network или QuickTime Pro от Apple. Программы воспроизведения файлов, созданных с помощью этих технологий, можно бесплатно загрузить с сайтов производителей.

Для воспроизведения или записи изображения на специализированном компьютере для мультимедиа понадобятся дополнительные программные и аппаратные средства.

  • Пакет программ для обработки изображений, например QuickTime for Windows компании Apple или Windows Media Player компании Microsoft.
  • Видеоплата для преобразования изображений в цифровую форму, сжатия и воспроизведения больших видеофайлов. При записи видео его можно сохранить в одном из множества форматов, в частности в AVI (Audio Video Interleave), MOV (формат Apple QuickTime) или MPG (формат MPEG).
  • Адаптер, осуществляющий прямое и обратное преобразование телевизионных и компьютерных видеосигналов, с выходом для записи на видеомагнитофон.

Существует несколько вариантов захвата аналоговых видеосигналов, которые зависят от используемого видеоадаптера; наилучшим является технология составного видеосигнала. При этом используются три гнезда RCA-типа для передачи сигнала яркости (Y) и двух цветоразностных сигналов (PR и PB); разъем этого типа обычно применяется в DVD-проигрывателях, высококачественных телевизорах и телевизионных приставках HDTV. Следует заметить, что устройства захвата кадров, предназначенные для внутреннего рынка, как правило, не поддерживают технологию составного видеосигнала. Стоимость типичного профессионального адаптера захвата кадров, совместимого с этой технологией, например Avid Liquid Pro от Pinnacle Systems, достигает 1000 долларов.

Соединитель S-Video (S-VHS), поддерживаемый многими устройствами захвата кадров, представленными на рынке систем для дома и малого бизнеса, является лучшим вариантом. Этот кабель передает параметры цветности и яркости отдельными сигналами. Без него придется использовать полный видеосигнал, который передает сигналы цветности и яркости единым форматом, что ухудшает качество изображения. Понятно, что качество видеоизображения напрямую зависит от качества видеосигнала. Для захвата телевизионных сигналов используется TV-тюнер с возможностями записи.

Эти устройства подключаются к порту USB 2.0 либо вставляются в разъемы PCI или PCI-Express и содержат один или несколько тюнеров. Некоторые TV-тюнеры сопровождаются программным обеспечением, позволяющим записывать телефизионные программы или приостанавливать их воспроизведение в реальном времени. В качестве альтернативы можно использовать программу Media Center соответствующих редакций Windows XP и Vista. Если вы хотите использовать функции записи телевизионного сигнала, приобретайте устройства, поддерживающие дистанционное управление и доступ к программам передач (эту функцию поддерживает Media Center).

До недавнего времени TV-тюнеры поддерживали только эфирное и кабельное телевидение; сегодня некоторые тюнеры позволяют воспроизводить сигнал эфирного HDTV (ATSC). Устройства, поддерживающие технологию Clear QAM, позволяют записывать нерасшифрованный сигнал HDTV, а тюнер TV Wonder Digital Cable Tuner от ATI поддерживает устройства CableCARD, используемые многими операторами кабельного телевидения для приема содержимого HDTV.


Примечание!

Тюнер TV Wonder Digital Cable Tuner от ATI не поступает в розничную продажу; сборщики укомплектовывают им компьютеры мультимедиа. Это связано с тем, что системная BIOS должна содержать поддержку управления цифровыми правами (DRM). Подробнее этот вопрос освещен на сайте компании AMD.


TV-тюнеры, поддерживаемые драйверами для Windows Vista, можно использовать с программой Media Center для записи, приостановки и воспроизведения телевозионного сигнала на ПК. Среди производителей TV-тюнеров — ADS Tech, AMD (ATI), AVerMedia, DVICO, Hauppauge, Macro Image, Pinnacle, Plextor, V-Box и др.


Примечание!

Некоторые TV-тюнеры оснащены композитными и S-video разъемами, что позволяет использовать одно устройство для захвата телевизионного сигнала, а также сигнала видеомагнитофона и аналоговой видеокамеры.


В таблице приведены некоторые современные устройства, поддерживающие описанные функции.

На рисунке представлен типичный адаптер ATI TV Wonder 650, оснащенный TV-тюнером и функцией видеовхода и видеовыхода. Данный экземпляр оснащен интерфейсом PCI Express x1, однако в других платах реализован интерфейс PCI.

Достоинства и недостатки устройств мультимедиа представлены в таблице ниже.



Разрядность шины видеосистемы

Рассматривая память в системе отображения, следует также остановиться на формате обращения к памяти со стороны схем обработки изображения. В современном видеоадаптере все схемы, необходимые для формирования и обработки изображения, реализованы в специализированной микросхеме — графическом процессоре, установленном на этой же плате. Графический процессор и память обмениваются данными по локальной шине. Большинство современных адаптеров высокого класса имеют 256- или 512-разрядную шину, а последние модели от NVIDIA — 320- или 384-разрядную. Кое-кого это может привести в замешательство, ведь платы адаптеров подключаются через разъемы к шине, которая имеет свою, меньшую разрядность. Но здесь речь идет о локальной шине, к которой имеют доступ только микросхемы графического процессора и памяти адаптера. Поэтому пусть вас не пугает, если в описании видеоадаптера указано, что он 128- или 256-разрядный; в действительности это плата с интерфейсом AGP или PCI Express. Если сравнивать две видеокарты с одинаковыми объемами памяти и графическим процессором, предпочтение следует отдавать той, которая имеет более широкую локальную шину данных, так как это сильно сказывается на производительности.



Устранение неисправностей видеоадаптеров и драйверов

-----Проблема

Монитор работает только в режиме MS-DOS.

---Решение

Если при загрузке системы до появления изображения рабочего стола монитор работает нормально, то проблема в драйвере видеоадаптера Windows. Чтобы удостовериться в том, что во всем “виноват” драйвер, загрузите компьютер в режиме защиты от сбоев — в этом режиме используется стандартный драйвер VGA. Если компьютер работает нормально, необходимо переустановить драйвер видеоадаптера.

Если частота работы процессора или памяти видеоадаптера с помощью какой-либо программы была увеличена, она могла оказаться слишком высокой. Перезагрузите систему в безопасном режиме и установите первоначальные параметры видеоплаты. Если в настройках BIOS была изменена скорость портов AGP/PCI/PCI Express, перезагрузите систему и восстановите в BIOS обычную частоту.

-----Проблема

Не удается заменить встроенный видеоадаптер внешним видеоадаптером с интерфейсом PCI, AGP или PCI Express.

---Решение

Производитель такой системной платы должен предусмотреть возможность отключения интегрированного видеоадаптера. Попробуйте использовать видеоадаптер с другим набором микросхем. Проверьте параметры BIOS, расположение перемычек на системной плате или конфигурационные настройки видеоадаптера, с помощью которых можно отключить интегрированную графическую систему. Поместите плату расширения в другой слот PCI.

-----Проблема

Невозможно установить нужную глубину цвета и разрешение экрана.

---Решение
Проверьте, правильно ли идентифицирована плата в Windows, а также корректно ли работает память видеоадаптера. Для тестирования видеопамяти воспользуйтесь диагностическими программами, которые прилагаются к видеоадаптеру или наборам микросхем. Если аппаратные средства работают нормально, попробуйте установить новые драйверы.

-----Проблема

Невозможно установить нужную частоту обновления экрана.

---Решение

Проверьте, правильно ли идентифицированы в Windows видеоадаптер и монитор. Постарайтесь установить последние версии драйверов видеоплаты и монитора.

-----Проблема

Невозможно задать настройки OpenGL или Direct3D (DirectX).

---Решение

Установите последние версии драйверов графического адаптера и набора микросхем; не следует использовать версии драйверов, поставляемые в составе Microsoft Windows. Стандартные драйверы Microsoft часто не поддерживают настройку параметров 3D и др.

-----Проблема

Не удается вывести изображение на второй монитор.

---Решение

Если используется видеоадаптер с двумя портами, убедитесь в том, что вывод изображения на второй монитор активизирован в драйвере. Для этого может потребоваться обратиться к дополнительным настройкам драйвера. Если используется два видеоадаптера в режиме SLI (NVIDIA) или CrossFire (ATI), следует отключить режим SLI или CrossFire, прежде чем добавлять вывод на дополнительные мониторы. При использовании видеоадаптеров AGP и PCI в отдельных разъемах изучите настройки VGA в BIOS. Измените текущие настройки и перезапустите систему. Обновите драйверы видеоадаптера.

-----Проблема

Не удается активизировать режим SLI.

---Решение

Убедитесь в том, что SLI-мост (MIO) корректно установлен на оба видеоадаптера. Если вы не используете видеоадаптеры от одного производителя (наличие идентичных графических процессоров 7800, 6800 и т.д. — это обязательное требование), для активизации режима SLI вам потребуется установить драйверы NVIDIA ForceWare версии 81.85 или более новой, после чего активизировать режим SLI.

-----Проблема

Не удается активизировать режим CrossFire.

---Решение

Если используются платы Radeon X800, Radeon X850 или Radeon X1800, убедитесь в том, что у
вас одна плата стандартная, а вторая — плата версии CrossFire Edition семейства Radeon. Также
убедитесь, что обе платы должным образом соединены с использованием портов DMS и DVI.
Загрузите и установите последнюю версию драйверов ATI CATALYST. Затем не забудьте
активизировать режим CrossFire в драйвере.

-----Проблема

Невозможно активизировать рабочий стол Aero 3D в Windows Vista.

---Решение

Убедитесь, что интегрированное видео или плата видеоадаптера поддерживает DirectX 9.0 или более позднюю версию. Также должен быть установлен драйвер WDDM устройства. Если для карты драйверы WDDM недоступны, замените ее.


Программа DisplayMate!

Для тщательного тестирования монитора и видеоадаптера предназначена программа DisplayMate. Причем она может быть использована при тестировании не только монитора, но и видеосистемы в целом.

С ее помощью можно проверить качество системы сведения лучей (фокусировку), систему центрирования, настройку яркости и контрастности, отсутствие искажений, а также качество отображения цветов. Поэтому при покупке монитора рекомендуется проверять его с помощью этой программы. Если с компьютером используется проектор, она может оказаться полезной и для его точной настройки.

Проверка видеоадаптера с помощью этой программы состоит в определении производительности, а также в его испытании во всех возможных режимах (при всех поддерживаемых разрешающих способностях).

Для получения дополнительной информации по программе DisplayMate (бывшая Senera) обратитесь к разделу Vendor List, который находится на прилагаемом к книге компакт-диске, или посетите сайт www.displaymate.com.



Цифроаналоговый преобразователь

Цифроаналоговый преобразователь видеоадаптера (обычно называемый RAMDAC) преобразует генерируемые компьютером цифровые изображения в аналоговые сигналы, которые может отображать монитор. Быстродействие цифроаналогового преобразователя измеряется в мегагерцах; чем быстрее выполняется преобразование, тем выше вертикальная частота регенерации. В современных высокоэффективных видеоадаптерах быстродействие может достигать 500 МГц. В большинстве современных видеоадаптеров функции преобразователя поддерживаются непосредственно графическим процессором, однако у некоторых адаптеров с поддержкой нескольких мониторов есть отдельная микросхема RAMDAC, которая позволяет второму монитору работать с разрешением, отличным от установленного разрешения основного монитора. В системах с интегрированной графикой RAMDAC обычно встраивается в северный мост или микросхему GMCH набора микросхем системной логики.

При увеличении быстродействия цифроаналогового преобразователя повышается частота вертикальной регенерации, что позволяет достичь более высокого разрешения экрана при оптимальных частотах обновления (72–85 Гц и выше). Как правило, видеоадаптеры с быстродействием от 300 МГц и выше поддерживают разрешения до 1920×1200 при частотах обновления более 75 Гц (т.е. без мерцания). Разумеется, следует убедиться в том, что необходимое разрешение поддерживается как монитором, так и используемым видеоадаптером.

Подкатегории