про яскравість і кольоровість кожної точки на екрані монітора. На цьому чіпові, в даний час званому відеопроцесором, який по складності і продуктивності мало поступається найпродуктивнішому процесору Pentium, створюються мультимедійні відеоадаптери, що дозволяють утілювати для людини віртуальну реальність.
Відеоадаптер частіше за все виконується у вигляді окремої печатної плати, яка встановлюється в слот ISA, PCI або AGP, причому останній варіант став для сучасних комп'ютерів PC стандартним. Відмітимо, що в ряді материнських плат чіп відеопроцесора інтегрований безпосередньо на ній, дозволяючи відмовитися від установки окремого відеоадаптера.
На рис. 1 показаний типовий представник сучасного відеоадаптера, який може працювати не тільки з традиційним монітором, але й має новий цифровий інтерфейс для рідкокристалічного або плазмового монітора, а також роз'єм для з'єднання з побутовою відеоапаратурою. В якості приклад на рис. 3 показано, що можна підключити до відеоадаптера Abit Siluro GeForce 3. Відмітимо, що подібна плата коштує значно дорожче, ніж відеоадаптер для звичайного комп'ютера, призначеного для роботи в офісі.
Рис. . Відеоадаптер GeForce 4 Titanium 4600 виробництва компанії Chaintech
Традиційні ж для архітектури IBM PC відеоадаптери, як це видно на рис. 2, завжди мали лише один роз'єм для підключення монітора (виключення були, але надто рідко). Відповідно до стандарту VGA через цей 15-контактний роз'єм подається аналоговий відеосигнал на монітор з електронно-вакуумною трубкою. В більш давніх відеоадаптерах, які іноді можна зустріти на ринках, використовувався 9-контактний роз'єм, до якого підключалися монітори MDA (Monochrome Display Adapter), Hercules1 (Hercules Graphics Card), CGA (Color Graphics Adapter) і EGA (Enhanced Graphics Adapter).
Рис. . Відеоадаптер 3D Prophet 4000XT виробництва компанії Hercules
Поширення рідкокристалічних і газорозрядних плоских панелей привело до тому, що в даний час на відеоадаптерах почав з'являтися другий роз'єм, призначений для роботи з цифровими пристроями виведення інформації. Внаслідок того, що плоскі монітори по самій суті є цифровими пристроями, на цей роз'єм виводиться інформація про яскравість і колір точки в двійковому форматі (приблизно так, як колись було в моніторах EGA). Таким чином, розробники відмовилися від двох зайвих перетворень відеосигналу - спочатку в відеоадаптері цифровий сигнал перетвориться в аналоговий, а потім в моніторі все робиться навпаки. На жаль, не дивлячись на зручності, які обіцяє новий варіант підключення моніторів, не обійшлося без великої ложки дьогтю - на відеоадаптері і плоскому моніторі можуть бути встановлені роз'єми різних стандартів, що зажадає пошуку перехідника.
Рис. . Підключення моніторів і відеоапаратури до відеоадаптера
Abit Siluro GeForce 3
На відміну від процесорів і системної плати, відеоадаптери, з одного боку, більш універсальні пристрої, оскільки їх можна встановлювати на будь-яку системну плату, в якої є відповідний слот розширення, але, з другого боку, розробники безтрепетно змінюють архітектуру відеоадаптера, вводячи, наприклад, 128-розрядну шину відеопам'яті, і розробляють нові системи команд побудови зображень, для використання яких потрібні вже нові версії програм. Відповідно, кількість типів відеоадаптерів велика, а їх номенклатура щороку практично повністю замінюється. Для прикладу в табл. 1 наведені дані по виробників і типи відеоадаптерів, які в середині 2003 р. продавались в інтернет-магазині Amazon.com (http://www.amazon.com). Через деякий час список буде вже іншим, а самий "просунутий" відеоадаптер, швидше за все, стане "безнадійний застарілим".
Таблиця
Відеоадаптери, що продавались в середині 2003 р. в магазині Amazon.corn
Компанія | Продукція
3Dfx | Voodoo3, Voodoo4
Abit | Geforce2, GeforceS, Geforce4
Aopen | Geforce2, GeforceS, Geforce4, TNT2
Asus | Geforce2, GeforceS, Geforce4
ATI | All In Wonder, Radeon, Xpert, Rage
Creative | Geforce2, Geforce4, TNT2
Hercules | 3D Prophet 8500, 7500, 4500, 4000
Matrox | G200, G450, G550
Розглянемо функціональну схему графічного адаптера (рис. 4), яка з деякими добавками або винятками застосовна практично до всіх адаптерів, вживаних в PC.
Рис. . Функціональна схема графічного адаптера
Оскільки адаптер призначений для підключення монітора, його обов'язковим елементом буде контроллер ЕПТ (CRT Controller). В задачу цього контроллера входить злагоджене формування сигналів сканування відеопам'яті (адреса і строби читання) і сигналів вертикальної і горизонтальної синхронізації монітора. Контроллер ЕПТ повинен забезпечувати необхідні частоти розгортки і режими сканування відеопам'яті, які залежать від режиму відображення (графічний чи текстовий) і організації відеопам'яті. Опорною частотою для роботи контроллера є DotCLK – частота виведення пікселів у графічних режимах або точок розкладання символів в текстовому режимі. В самих перших моделях адаптерів в якості контроллера ЕПТ застосовувалася мікросхема Motorola 6845, і її регістрова модель підтримується сучасними адаптерами при емуляції адаптерів CGA і MDA. В текстовому режимі цей же вузол формує і апаратний курсор.
Відеопам'ять є спеціальною областю пам'яті, з якої контроллер ЕПТ організовує циклічне читання вмісту для регенерації зображення. Традиційно для відеопам'яті в карті розподілу пам'яті PC була виділена область адрес A0000-BFFFFh, безпосередньо доступна будь-якому процесору х86. Першим адаптерам (MDA, CGA) цієї області було більш, ніж достатньо. Адаптери EGA ці 128 Кбайт використовували вже повністю, а для подальшого збільшення об'єму, потрібного адаптерам VGA і SVGA, довелося застосовувати техніку перемикання банків. Цей вимушений захід ускладнює програмне формування зображення, яке в режимах високого дозволу з великою кількістю кольорів вже не поміщається в один банк. Сучасні графічні адаптери мають нагоду переадресації відеопам'яті в область старших адрес (вище за межу 16 Мбайт), що дозволяє в захищеному режимі процесорів 386+ працювати з суцільними образами екранів. Окрім апаратно-виділеної відеопам'яті, встановлюваної на графічних адаптерах, існує й архітектура уніфікованої пам'яті UMA (Unified Memory Architecture). При такому підході під відеобуфер виділяється область системного ОЗУ, що дозволяє дещо здешевити комп'ютер. Ця «економія