1 / 45

Grafick á karta

Grafick á karta. Cieľom je dosiahnuť fotorealistickú kvalitu, aby človek z obrazu a pohybu nedokázal určiť, či sa jedná o reálne, alebo len o vykreslené postavy a objekty.

jenis
Download Presentation

Grafick á karta

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Grafická karta

  2. Cieľom je dosiahnuť fotorealistickú kvalitu, aby človek z obrazu a pohybu nedokázal určiť, či sa jedná o reálne, alebo len o vykreslené postavy a objekty. Dnes je jedinou hnacou silou pre neustály vývoj grafických kariet hranie počítačových hier, pretože iné bežné činnosti nedokážu výpočtový výkon grafických kariet využiť ani na zlomok percenta. . Dnešné grafické karty majú výkon a kapacitu pamäte väčšiu, ako celé počítače len spred niekoľkých rokov. Ciele dnešnej grafickej karty

  3. Princíp grafickej karty • kombinácia grafickej pamäte, grafického procesora a RAMDAC prevodníka • videoprocesor pravidelne číta obsah grafickej pamäte , jej obsah • spracuje a vysiela ho na monitor analógovým alebo digitálnym signálom • RAMDAC prevodník zabezpečuje prevod digitálneho signálu na analógový pre staršie CRT monitory • logika zabezpečujúca nekonfliktný prístup CPU počítača a videoprocesora do grafickej pamäti

  4. Čo by mala dnešná grafika mať • Grafická pamäť : DDR2, GDDR3, GDDR4 • Zbernica : AGP 8x, PCIe 16x

  5. Prehľad zobrazovacích štandardov: História MDA 1981 80*25 - 1 4 KB CGA 1981 80*25 640*200 16 16 KB HGC 1982 80*25 720*348 1 64 KB EGA 1984 80*25 640*350 16 256 KB IBM 8514 1987 80*25 1024*768 256 - MCGA 1987 80*25 320*200 256 - VGA 1987 720*400 640*480 256 256 KB SVGA 1989 80*25 1024*768 256 2 MB XGA 1990 80*25 1024*768 65,536 1 MB Štandard VGA musí zobraziť každá grafická karta bez nainštalovaných ovládačov!

  6. Druhy grafických kariet Jednoduchý grafický adaptér, v ktorom sa všetky grafické operácie (napríklad presun okna alebo animácia)  vykonávajú pomocou procesora počítača CPU, čím sa stráca jeho výkon. Grafický akcelerátor, samotné vykonávajú väčšinu grafických operácii, takže procesor sa môže venovať iným činnostiam.  Procesoru teda stačí poslať karte jednoduché základné inštrukcie a prekresľovanie obrazu ponechá jej. grafický procesor GPU(Graphics Processor Unit) v mnohých ukazovateľoch nezaostáva za mikroprocesorom. GPU vykonáva všetky grafické inštrukcie a tak nielen šetrí strojový čas mikroprocesora počítača, ale najmä zrýchľuje dostupnosť údajov. Tie už totiž nemusia pri spracovaní v mikroprocesore putovať prostredníctvom zbernice do operačnej pamäte a odtiaľ do grafickej karty. V praxi to teda vyzerá tak, že v momente, keď sa v programe vyskytne inštrukcia na spracovanie obrazu, tú vykoná nie CPU, ale GPU.

  7. Môže mať dve podoby: • Integrovaná (na základnej doske) • Samostatná karta do slotu matičnej dosky • Dôležité parametre: • rýchlosť (bodová frekvencia/riadková a snímková frekvencia) • rozlíšenie (počet zobrazených bodov v oboch smeroch) • farebná hĺbka (počet zobraziteľných farieb, vyjadrené počtom bitov) • veľkosť pamäte, jej typ a rýchlosť • typ zbernice, prostredníctvom ktorej je karta pripojená do počítača (PCI, AGP, PCIe) Vlastnosti

  8. ISA: 16 bitová architektúra, 8 MHz, používaná od 1981, dominantná technológia v 1980. • MCA: 32 bit, 10 MHz. 1987, nekompatibilná s ISA. • EISA: 32 bit, 8.33 MHz. 1988, kompatibilná s predchádzajúcimi typami. • VESA: rozšírenie ISA. 32 bit, 33 MHz. • PCI: 32 bit, 33 MHz. nahradila všetky zbernice od 1993. Zaviedla rýchle dynamické prepojenie medzi zariadeniami na zbernici bez nutnosti nastavovania. Plná podpora PnP. • PCI-X zvýšila PCI na 64 bit a 133 MHz. • AGP: Vyčlenená len pre grafiku, 32 bit, 66 MHz. • PCI-Express: 2004, od 2006 PCI 2x. Zbernice pre graf. kartu

  9. AGP zbernica na základnej doske (hore) Grafická karta s AGP rozhraním

  10. PCI Express sloty (smerom zhora-dole: x4, x16, x1 a x16) porovnanie s tradičným 32-bit PCI slotom (úplne dole)... Zbernice a rozhrania Grafická karta s PCI Express rozhraním

  11. Typpriepustnosť: AGP1X266 MB/s AGP2X533 MB/s AGP4X 1066 MB/s AGP8X2132 MB/s Typ priepustnosť každým smerom: PCI Expres x1250 MB/s PCI Expres x2500 MB/s PCI Expres x41 000 MB/s PCI Expres x82 000 MB/s PCI Expres x164 000 MB/s PCI Expres x328 000 MB/s Rýchlosťzbernice AGP a PCI-Expres

  12. Aké výstupy na grafických kartách poznáme??? • VGA • S-VIDEO • DVI • HDMI • DisplayPort

  13. VGA • VGA (Video Graphics Adapter) • pracuje v rozlíšení 640 x 480 bodov v 16-tich farbách • rozlíšenie základné, ktoré musí každá grafická karta zobraziť na akomkoľvek monitore pripojenom k počítaču.

  14. SVGA • štandard (Super VGA) s rozlíšením 800 x 600 bodov. • nutnosť dodávať ku každej grafickej karte grafické ovládače k rôznym operačným systémom, pretože výrobcovia dosahovali toto rozlíšenie rôznymi cestami • väčšie rozlíšenia v neprekladanom móde 1024 x 768, 1200 x 1024 a viacej bodov • počet naraz zobrazených farieb, aby bolo možné čo najvernejšie zobrazenie v grafických aplikáciách. Staršie 8 bitové karty zvládli maximálne 28-256 farieb.

  15. S-VIDEO • štandard prenosu analógového video signálu používajúci na prenos obrazových dát video signál rozdelený na farbu a jas • je omnoho lepší ako základný kompozitný video signál prenášajúci celý signál jednou cestou • pre prenos S-video signálu sa najčastejšie využívajú 4-vývodové mini-DIN konektory (na obrázku). • S-Video je najčastejšie používané na prenos obrazu v štandardnom televíznom rozlíšení. Zvuk sa neprenáša spoločne s obrazom v jednom kábli

  16. DVI • Digital Video Interface • odpadáva prevod v karte na analógový signál Typy výstupov DVI

  17. V súčasnosti len zopár grafických karietobsahuje 2x DVI(-I) monitor výstupy, na prepojenie s LCD monitor. Kombinácia 1x VGA a 1x DVI(-I) konektoru je častejšia . Dualne DVI-I napájanieje budúcnosť, aj keď v súčasnosti sa väčšinou napájajú analógové monitorypomocou adaptéru. Pomocou špeciálneho adaptéru môžeme prepojiť analógové monitory k DVI-I konektoru. Väčšinou sa dodáva s novšími grafickými kartami

  18. HDMI • High Definition Media Interface • HDMI je rozhranie, ktoré kombinuje HDTV audio / video signály do jedného kábla bez konverzie digitálneho signálu na analógový • 100 % digitálny signál, prenáša obraz v štandardnom, rozšírenom a HD formáte, digitálny viackanálový zvuk aj riadiace dáta • projektovaná dátová priepustnosť je až 5 Gb/s • rozlíšenie 2580 x 1600 pixelov

  19. HDMI Redukcie na HDMI Výhody rozhrania HDMI • rozhranie spätne kompatibilné s DVI • umožňuje prenos dát bez straty kvality pri konverziách a prestupoch signálu konektormi a v kábloch. • použitie jediného rozhrania ako náhrady mnohých iných • integrované diaľkové ovládanie zariadení, pričom jediným tlačidlom možno nakonfigurovať celý reťazec zariadení zabezpečujúcich prehrávanie multimediálnych dát.

  20. Káble a konektoryRozhranie je koncipované tak, aby využívalo klasické medené káble s veľkou dĺžkou, ktorá však nie je normou špecifikovaná. Výrobcovia predpokladajú dodávky káblov s dĺžkou až 15 m, pričom ďalšie zdokonalenie technológie umožní ich predĺženie. Konektor je 19-pólový a má šírku iba 14 mm.

  21. DisplayPort Redukcie naDisplayPort • nové štandardné rozhranie (schválené v máji 2006, aktuálna verzia 1.1 schválená v apríli 2007) • najmodernejší prenos digitálneho zvuku/videa • táto linka môže mať 1, 2 alebo 4 páry/dráhy (lanes), ktorých max. prenosová rýchlosť môže byť 1.62 alebo 2.7 Gbps, takže hlavná linka so 4 pármi môže poskytnúť prenosovú kapacitu až 10.8 Gbps.

  22. DisplayPort • menší konektor oproti VGA a DVI • väčšia prenosová kapacita 10.8 Gbps než má DVI Dual Link. • podporuje väčšie rozlíšenia ako QXGA (2048x1536) • viac než 24 bitov pre informáciu o farbe • DisplayPort 1.1 bude podporovať aj HDCP verziu 1.3, čo umožní zobraziť aj šifrovaný obsah z HD DVD a Blue-ray diskov • Prepojenie zariadení s DVI/HDMI a DiplayPort konektormi bude možné aj pomocou káblových adaptérov. • Pre prepojenie na väčšie vzdialenosti (napr. s projektormi) sa používajú až 15 metrové káble, umožňujúce podporovať minimálne 1080p rozlíšenie.

  23. HDMI Káble a konektory DVI

  24. S-Video SVGA (D-Sub)

  25. Výrobcovia grafických chipov • Pre samostatné grafické karty : - nVidia - ATI - Matrox • Pre integrované grafické karty : - Intel - S3 Graphics

  26. Prepojenie dvoch samostatných kariet • NVidia : SLI • ATI : Cross Fire

  27. Technológia SLI Obidve grafické karty sú vysokorýchlostne spojené cez zdvojený MIO port, cez ktorý budú spolu tiež komunikovať a renderovať výslednú scénu. Jedna karta spracováva vrchnú časť obrazu, druhá jeho spodok.Hovorí sa o cca 70% vzraste výkonu oproti jednej karteV prípade optimalizovaných driverov dosiahne až 90% zvýšenie rýchlosti rendrovania.

  28. Technológia Cross Fire Cross Fire Cross Fire X

  29. Výrobcovia grafických kariet • Asus • Club 3D • EPoX • EVGA • Gainward • Gigabyte • HIS • Inno3D • Leadtek • MSI • Sapphire • Sparkle • Xpertvision

  30. Radeon HD 5870 X2 Novinky Spoločnosť AMD/ATI bude všetky svoje grafické procesory podporujúce DirectX 11 vyrábať 40 nm výrobným procesom spoločnosti TSMC. Radeon HD 4850 X2 GeForce GTX 280

  31. Novinky september 2009 - spoločnosť AMD uvádza na trh nové grafické procesory radu ATI Radeon HD 5000 (s jadrom R800) a následne aj GPU pre notebooky, teda ATI Mobility Radeon HD 5000. séria ATI Radeon HD 5800 - modely HD 5850 a HD 5870, ktoré nahradia v súčasnosti predávané HD 4850 a HD 4870. Budú to prvé GPU od spoločnosti AMD hardvérovo priamo podporujúce vizuálne efekty technológií DirectX 11 a OpenGL 3.1. Budú mať 1600 shaderových jednotiek (takmer dvakrát viac ako predchádzajúca generácia ATI Radeon HD 4000). Technológia ATI Radeon Eyefinity - (podpora troch a viac obrazoviek, zapojených spolu na jednej karte). Dekódovanie, kódovanie a transkódovanie videa na hardvérovej úrovni, ako aj podpora CrossFire X pre systémy s viacerými kartami budú samozrejmosti. Na kartách sa bude nachádzať 1 GB videopamäte GDDR5. ATI Radeon HD 5870 X2Hemlock - Pre vášnivých hráčov je to dvojmikročipová karta obsahujúca „dvojnásobné množstvo sily“, a teda aj 2 GB pamäte.

  32. Základné pojmy grafiky: Pixel : základný bod,z ktorého sa skladá obraz , počet je daný rozlíšením , napr. 800x600 , 1024x768 , 1600x1200 atď. Pixel môže byť vždy iba jednej farby. Pixel shader : program určený na vykonávanie výpočtov súvisiacich s pixelmi. Vertex shader : program určený na geometrické výpočty s vrcholovými uhlami (vertexami), nahradil T&L, ktoré sa požívalo pri starších grafických kartách. Pixel a Vertex pipeline : jednotky na spracovanie Pixel a Vertex operácií v grafickom čipe , vyšší počet pixel a vertex pipeline umožňuje spracovať viac pixelov za takt. Z toho vyplýva že, čim viac ich graficka karta obsahuje, tým je rýchlejšia.

  33. Základné pojmy grafiky: Filtering :Bilinear , Trilinear , Anisotropic 2,4,8,16x , metóda slúžiaca na rozmazavanie ( filtrovanie )vzdialenejších textúr. Násobok určuje koľko je krokov medzi najostrejšiou teda najbližšiou a najrozmazanejšou teda najvzdialenejšou texturou. Fill Rate(vykresľovacia rýchlosť) udáva počet textúrovaných i tieňovaných pixelov vykreslených za sekundu do pamäte grafickej karty, často sa používa pre porovnávanie výkonnosti kariet. Závisí na rýchlosti grafického procesora a dátovej šírke pamäťovej zbernice. Udáva sa v miliónoch pixelov za sekundu (Mp/s), dnešné grafické čipy dosahujú 100-800 Mp/s aj viac.

  34. Grafické techniky • Anti Aliasing • Buffer techniky : Frame buffer, Accumulation buffer, Z-buffer, Stencil buffer, T-buffer • Bump Mapping • Environment-Mapped Bump Mapping • Shader Model 3.0 • HDR • Motion blur • Depth of field • Fresnel effect

  35. AntiAliasing • Je to technika na vyhladzovanie hrán objektov v 3D alebo 2D scéne priemerovaním výpočtu hrany objektu pri rôznom rozlíšení. Zapnutie funkcie výrazne uberie na výkone grafickej karty. Dve najpoužívanejšie metódy sú SuperSampling (SS) a MultiSampling (MS).

  36. Buffer techniky • Frame buffer - Slúži na odkladanie vyrenderovaných pixelov a textúr pre ich neskoršie použitie v zobrazovanej scéne. • Accumulation buffer - Slúži na akumuláciu bodov, k operáciám s pixelami pre ich neskoršie kopírovanie do frame bufferu. Dajú sa tým dosiahnuť rôzne efekty (Motion Blur, Radial Blur ...). • Z-buffer - Slúži na odkladanie hĺbky jednotlivých pixelov vo frame bufferi. • Stencil buffer - Slúži ako maska pri jednotlivých operáciách s pixelmi vo frame bufferi. Dajú sa tým dosiahnuť rôzne efekty (zrkadlenie, siluety ...). S ním sú preskakované objekty, ktoré sú stále v popredí. • T-buffer: počíta z rôznych uhlov pohľadu viackrát rovnaký obraz a vytvorí z toho jeden obraz. Dosiahne sa tým priestorovosť, hĺbka, ostrosť pohybujúcich sa objektov.

  37. Bump Mapping • Získava textúru s informáciami o tieňoch závislých na uhle a intenzite osvetlenia.

  38. Environment-Mapped Bump Mapping • Táto funkcia zobrazuje zrkadlenia a vlnenia na vodných hladinách.

  39. Shader Model 4.0 • Pixel Shader, Vertex Shader : slúži na vytvorenie realistických povrchov (kameň, voda ...) vďaka tomu, že pomáha tieňovať jednotlivé body. Stará sa o osvetlenie, atmosférické a optické efekty

  40. HDR – High Dynamic Range • Rýchle dynamické renderovanie: technika rozširujúca rozsah jasu v reálnych scénach (od svetelného zdroja po tmavé tiene). • Dosahuje sa to tým, že na jeden farebný kanál sa namiesto celého čísla zloženého z 8 bitov použije 16, resp. 32-bitové desatinné číslo. • Rozsah zobrazovaných farieb je teda oveľa väčší, scéna je omnoho kontrastnejšia a vyvoláva dojem reálnych svetelných podmienok.

  41. Motion blur • technika rozmazávania rýchlo sa pohybujúcich objektov

  42. Depth of field • technika rozmazávania objektov vo veľkej ďiaľke

  43. Fresnel effect • odrazy od objektov, zrkadlenia na lesklých plochách v závislosti od uhla pohľadu

  44. Porovnanie DirectX 9 a DirectX 10

More Related