Grafick� procesory

Tie� sa pou��va ozna�enie VGA adapt�r.
Grafick� karta ako pr�davn� karta �i integrovan� v z�kladnej doske m� na starosti grafick� spracovanie a v�stup d�t z po��ta�a na monitor. Jej hlavnou �lohou je prev�dza� �jednotky a nuly� na obraz, ktor� prezentuje na monitore. Bez grafickej karty by obraz na monitore len �a�ko vyzeral tak ako ho pozn�me dnes.
Dne�n� pr�davn� karty sa zasadzuj� do slotu PCI Expres (PEG) na z�kladnej doske. Predov�etk�m hr��sky priemysel kladie st�le vy��ie n�roky na zobrazovanie je teda motorom v�voja grafick�ch kariet, obzvl᚝ na zobrazovanie 3D priestoru.(V�etky nov� karty u� integruj� 3D akceler�tor).
N�roky sp�sobili, �e procesor (CPU) u� neprimerane za�a�ovan� tak sa niektor� funkcie presunuli na �ip z�kladnej dosky - konkr�tne na procesor karty : Graphic Processing Unit .
Graphic Processing Unit - GPU.
Pr�ve GPU prevedie digit�lne d�ta na pixeli - s�bory farebn�ch bodov z ktor�ch pozost�va obraz. Karta mus� vytvori� obrovsk� mno�stvo bodov-pixelov, pri nastaven� rozl�enia obrazovky 1027x768 mus� na vykreslenie jednej obrazovky vypo��ta� farbu a d�ta pre 786432 pixelov a tento proces opakuje 30 a� 160x za sekundu.
CRT monitor pr�ma iba anal�gov� sign�l, tak�e prevodn�k pam�ti RAM tzv. RAMDAC na grafickej karte, ktor� prevedie digit�lne d�ta ka�d�ho pixelu na �erven�, zelen� a modr� anal�gov� sign�ly pomocou ktor�ch monitor vykresl� obraz, po riadkoch, a aby grafick� karta sprostredkovala il�ziu pohybu mus� vytvori� mno�stvo pixelov za sekundu.
Predajcovia uv�dzaj� r�chlos� karty v po�toch pixelov za sekundu: fill rate . Vy��ia fill rate umo��uje r�chlej�ie vykres�ovanie za sekundu - frame rate (=obnovovacia frekvencia, teda po�et obnoven� za sekundu).
Ka�d� karta potrebuje k svojej pr�ci vlastn� pam�, preto by mali disponova� aspo� 64 (s��asn� HighEnd karty maj� a� 512MB DDR III) MB DDR s frekvenciou aspo� 200 MHz. Nezab�dajte, �e karta potrebuje k plnohodnotnej �innosti ovl�da� (driver je software, ktor� p�sob� ako prostredn�k medzi opera�n�m syst�mom a grafickou kartou.), aktu�lne verzie n�jdete na web str�nkach v�robcu.
V�robcovia �ipov pred�vaj� svoje licencie in�m (podobne ako �ipov� sady pre z�kladn� dosky), ktor� ich n�sledne integruj� do svojich kariet.
Hlavn� parametre teda s� : �ip, ve�kos�, typ a r�chlos� pam�ti, pam�ov� zbernica, prenos-frame rate, plusom je DVI konektor.

H�bka farieb. U� sme spomenuli pri monitoroch, �e bod je zobrazen� ako v�sledn� kombin�cia 3 farieb - RGB a hodnota inform�cie ulo�enej v pixeloch ud�va ich farebn� h�bku. �im viac bitov sa pou�ije na obrazov� bod (tzv. bitov� h�bka), t�m jemnej�ie s� farebn� detaily obrazu.

H�bka farieb Popis Bajtov na pixel (MHz) Po�et farieb
4-bitov� �tandard VGA 0,5 16
8-bitov� 256 farieb 1,0 256
16-bitov� High-color 2,0 65 536
24-bitov� True color 3,0 16 777 216
True color �i�e realistick� farby.
Oko dok�e rozpozna� 256 odtie�ov �ervenej, zelenej aj modrej farby (RGB), teda 8-bitov pre ka�d� farbu, t.j. 8x3=24 bitov. Niektor� karty vy�aduj� pre True color a� 32bitov pre ka�d� pixel. Osem bitov naviac je pou�it�ch pre alfa kan�l, pri pr�ci s video pam�ou ktor� obsluhuje prieh�adnosti.
High color
Pou��va s�ce menej farieb no len ve�mi n�zkou stratou na kvalite obrazu a z�rove� men�ie n�roky na video pam� zr�ch�uj� celkov� prevedenie.
Preto zn�en�m farebnej h�bky m��ete podstatne ur�chli� beh niektor�ch aplik�ci�.
Ostatn� m�dy sa pou��vaj� len zriedkavo.

Grafick� �ipsety Na trhu dominuj� 2 ve�k� v�robcovia grafick�ch �ipsetov firma ATI a nVidia.
Namiesto konkr�tnych popisov v�s priamo odk�em na str�nky oboch tvorcov GPU pre grafick� karty: www.nvidia.com a www.ati.com .

Postup pri grafickom spracovan� obrazu

Prvou f�zou je inicializ�cia samotn�ho grafick�ho rozhrania. Ide predov�etk�m o detekovanie aktu�lneho nastavenia ovl�da�ov grafickej karty, zis�uj� sa premenn� prostredia - rozl�enie, farebn� h�bka, detekuje sa podpora AntiAliasingu, kompresia text�r a podobne. Pre jednotliv� objekty sa zis�uje podrobnos� detailov (LoD, Level od Detail). T�to f�za sa niekedy naz�va Pre-Rendering definition.
V tejto �asti e�te b�va ne�inn� 3D jadro grafickej karty a obrazovka b�va spravidla �ierna (s typick�m prebliknut�m) alebo so zobrazen�m 2D obr�zkom (rastrov�m bitmapov�m obr�zkom).

Pr�prava aplik�cie

Pohyby telies, simul��cia virtu�lneho sveta,
Rozhodovanie o tom, ktor� �asti s� najd�le�itej�ie (LoD),
Rozdelenie na polyg�ny / Tessalace
(rozlo�enie zlo�it�ch povrchov na povrchy ni��ieho r�du),
Geometria - v��ina oper�cii je uskuto��ovan� nad jednotliv�mi pl��kami vo virtu�lnom 3D prostoru (nad polygonm�, �astej�ie nad element�rnymi trojuholn�kmi):
Geometrick� oper�cie v 3D, projekcia, orez�vanie, transform�cie,
Rasteriz�cia - m� za �lohu previes� geometrick� d�ta (trojuholn�ky, body a �iary) do rastrov� podoby. Sem patr�:
Triangle Setup (ur�enie pixelov pr�slu�n�m trojuholn�kom),
Shading (tie�ovanie)
Texturovanie alebo pou�itie Pixel Shader�
Fog, Alpha Test, Depth buffering, Antialising
Zobrazenie sc�ny
Sledovanie TV v po��ta�i.
V podstate existuj� dve varianty:
1) spojenie pc s telev�znym prij�ma�om kde namiesto monitora sledujete v�stup na TV obrazovke - to umo��uj� grafick� karty s TV-Out alebo grafick� karta s VIVO.
2) sledovanie telev�zneho vysielania priamo na obrazovke monitora - to umo��uje TV tuner (tv karta).
TV Tuner (TV karta) TV vysielanie pou��va k�dovanie obrazu, v Eur�pe je n�m PAL, pre USA a Japonsko NTSC a SECAM vo Franc�zku a Rusku..
PAL pre zvuk pou��va 2 normy, ak zachyt�vate sign�l zo vzduchu jedn� sa o PAL D/K, ak prostredn�ctvom k�blov�ho rozvodu najpravdepodobnej�ie p�jde o PAL B/G. Preto si pozrite �i TV karta podporuje obe zvukov� normy PAL inak by ste pozerali bez zvuku.
Vysielanie na Slovensku prebieha v norme PAL B/G a D/K. Sp�sob ladenia pou��va 2 re�imy - Cable pre k�blov� a ANTENE pre sign�l ��ren� vzduchom.
Pomocou TV tuneru je mo�no pohodlne sledova� TV vysielanie ako aj sign�l z extern�ho zdroja (videorekord�r, anal�gov� v�stup kamery a pod.) priamo na monitore svojho pc (prevod anal�gov�ho sign�lu na digit�lny).
Obvykle dok�u zachyt�va� video z obrazovky (video capturing, viac na: Zachyt�vame video ) - v podstate nahradzuj� anal�gov� video stri�ne.
�al��m rozdelen�m je Mono - stereo karta. Lep�ie je samozrejme v�ber stereo karty, ale pokia� nem�te reproduktory rozmiestnen� tak, aby s Vami tvorili rovnoramenn� trojuholn�k stereo efekt zanikne. Naviac kvalitn� zvukov� karty s pou�it�m r�znych filtrov rozk�duj�, nebude to s�ce Dolby Digital, ale predsa len to bude priestorov� zvuk.
Aj ke� existuje ve�a modelov TV kariet maj� takmer identick� architekt�ru. Preva�ne s� postaven� na �ipe BT878, alebo �ipe od Philips SAA7134
TV karty maj� v podstate 2 prevedenia: intern� - ako PCI kartu s modelom pre be�n� TV vysielanie, alebo s modelom pre satelitn�. Druhou variantou je extern� karta v preveden� naj�astej�ie USB. Existuje e�te jedno prevedenie pou�ite�n� v notebookoch - PCMCIA karta. Extern� karta premen� V� monitor na TV v podstate aj bez samotn�ho po��ta�a.
Parametre, postupy ako v�sledn� kvalita (na �rovni VHS) digitaliz�cie s� obdobn� ako u VIVO. Len samotn� z�znam budete musie� pre zv��enie kvality "deinterlaceova�" (zru�i� polsn�mky), alebo priamo digitalizova� bez prekladania.
Lep�ie obsahuj� r�dio tuner (FM tuner) kde okrem po��vania r�dia m��ete nahr�va� do pc aj zvuk, umo��uj� zobrazi� teletext a samozrejmos�ou je dia�kov� ovl�danie .
Potom by pri�iel vhod kvalitn� program pre sledovanie TV a po��vanie r�dia.
Na www.tvfreak.cz n�jdete programy ATV 2000v.PR14.6, alebo TVview. Najsk�r je treba nastavi� parametre obrazu. Kvalite VHS odpoved� ve�kos� obrazu 384x288 bodov, �o je vlastne polovi�n� rozl�enie PAL.(pre slab�ie karty sk�ste 320x240).
CRT monitory s�ce pracuj� s farbami v re�ime RGB no telev�zny sign�l je v skromnej�om form�te YUV (YUV2 alebo UYVY). Posledn�m d�le�it�m parametrom je po�et obr�zkov za sek. V Eur�pe zobrazuj� telev�zie na frekvenci� 50Hz, v polsn�mkoch to znamen� 25 sn�mkov za sekundu.
Ak Va�a karta naviac podporuje aj zachyt�vanie (nahr�vanie) obrazu, n�pomocn� bude program ARC2000, ktor� zvl�da nastavenie �asu, stanice nahr�vania ale aj v prav� dobu zapn�� PC.
Kvalitn� karta by mala obsahova� aj video v�stup tzv. TV-OUT. Menej kvalitnou variantov je pripojenie kde na karte je v�stup cinch (kompozitn� alebo S-Video), ktor� spoj�te k�blom s TV cez scart. Lep�ou variantou je ak karta disponuje DVI TV-OUT (DVI-Digital Visual Interface, tie� sa n�m prip�jaj� LCD monitory).
Nie ka�d� potrebuje grafick� kartu na hranie, s� tu aj lacnej�ie aplik�cie pre kancel�rie v podobe �od�ah�en�ch� modelov kariet nVidea GeForce MX, ATI Radeon VE alebo integrovan� grafika priamo na z�kladnej doske.
Aj ke� anal�gov� video predstavuje zastaral� sp�sob st�le sa s n�m mo�no stret�� pri digitaliz�ci� VHS kaziet, TV vysielania a pod. TV karty okrem sledovania TV umo��uj� zachyt�va� TV vysielanie neobsahuj� obvody na akceler�ciu videa. Ukladanie zachyt�van�ho videa v re�lnom �ase je mo�n� akcelerova� softv�rovo do form�tov avi �i mpeg. Preto drah�ie modely videokariet osahuj� obvody pre hardv�rov� akceler�ciu s integrovan�mi filtrami pre zlep�enie obrazu, ��m sa st�vaj� plne nez�visl� na v�kone po��ta�a. Obsahuj� akcelera�n� obvod pre r�chlej�ie spracovanie jednotliv�ch z�berov (videoprocesor), vyrovn�vaciu pam� a vstupy/v�stupy pre video. Spracovanie videa je tak podstatne kvalitnej�ie ako pri lacnej��ch kart�ch so softv�rovou akceler�ciou (naviac s� plne z�visl� na v�kone po��ta�a).

Kombinovan� grafick� karty sp�jaj�ce grafick� v�kon s videokartou predstavuj� zauj�mav� alternat�vu. Popul�rnu radu predstavuj� modely spol. ATI s n�zvom All-in-Wonder naviac maj� integrovan� TV tuner.
Digit�lne karty Pre minim�lne straty s� njlep��m rie�en�m pre spracovanie videa (samozrejme aj vstupovan� video mus� by� digit�lne). Drah�ie modely sa dod�vaj� s prepracovan�mi ovl�da�mi (driver) ako aj kodekmi. <{r> V podstate maj� aj lacn� digit�lne videokarty lep�iu kvalitu spracovania videa ako drah� anal�gov� karty. Anal�gov� karty pre��vaj� len v�aka mno�stvu materi�lu v anal�govej podobe. Rozumn� by bolo k�pi� kombinovan� kartu, ktor� obsahuje digit�lne ako aj anal�gov� karty.
TV-Out je tie� len jednoduch� D/A prevodn�k digit�lneho sign�lu na anal�gov� �tandard PAL. Karty nes� ozna�enie TV-Out a b�vaj� vybaven� cinch konektorom a S-Video v�stupom. Okrem TV sme spom�nali, �e nie je probl�m takto pripoji� be�n� videorekord�r a v�stup obrazu z PC n�sledne ulo�i� na VHS kazetu. Zvukov� zlo�ku mus�te samozrejme pripoji� s videorekord�rom pomocou zvukovej karty.
Video In Video Out - znamen� to, �e grafick� karta podporuje nielen TV v�stup (Video-Out), ale naviac obsahuje A/D prevodn�k. Slu�ba Video-In je nie�o podobn� ako hardv�rov� karta pre strih aj ke� nedosahuje tak kvalitn� v�stup.
Samotn� digitaliz�cia je jednoduchou z�le�itos�ou ak vyu�ijete niektor� s programov ako profesion�lny Adobe Premiere alebo freeware Virtual Dub. Sta�� zvoli� zdroj sign�lu (Video Source) nastavi� parametre pre v�stup (PAL, s�tos� farieb apod.).
V z�vislosti na celkovom v�kone PC zostavy ako aj grafickej karty sa v�stup d� porovna� s kvalitou VHS tak�e n�ro�n� sa obr�tia na hardv�rov� kartu pre strih videa.
Pre konfort dobre posl��i aj TV program www.tvprogram.cz, ktor� dok�e zobrazi� TV program na nieko�ko dn� dopredu. Po�as registr�cie sta�� len nastavi� pre ak� TV kan�ly budete chcie� program zobrazova�.

� J�n Hlatk�