TARJETA GRÁFICA

Conrado Perea

También denominada adaptador de vídeo, es uno de los componentes más básicos e importantes del ordenador, ya que nos va a permitir visualizar toda la información con la que se trabaja.

Antiguamente, el encargado de llevar los datos al usuario a través de la pantalla era el microprocesador del sistema, lo cual retardaba bastante las operaciones del ordenador.

Qué es una tarjeta gráfica

Tarjeta gráfica

Entonces aparece la tarjeta gráfica que descarga de trabajo al procesador. Esto ocurrió en la década de los 80, como único cometido tenía llevar la imagen al monitor

Píxeles y resolución: Cualquier imagen mostrada en la pantalla está formada por la unión de millones de puntos de color (píxel).

Pixel, es la mínima unidad de información gráfica que puede ser controlada de forma individual. Cada píxel tiene un color y una intensidad propia.

Conceptos fundamentales

Al número de píxeles mostrados en la pantalla se le denomina resolución. Ejemplo, 800x600, 800 píxeles en horizontal y 600 en vertical. A mayor nº de píxeles mejor calidad de imagen.

Conceptos fundamentales

Conceptos fundamentales

RESOLUCIÓN Nº DE PIXELES

640 x 480 307.200

800 x 600 480.000

1024 x 768 786.432

1280 x 1024 1.310.720

1600 x 1200 1.920.000

Profundidad del colorLa profundidad de color

es el número máximo de colores representables de manera simultánea en la pantalla.

A mayor profundidad de color, mayor será la cantidad de memoria necesaria para almacenar la imagen.

Profundidad del color

P. COLOR Nº COLORES DENOMIACIÓN

4 BITS 16 VGA estándar

8 BITS 256 256 colores

16 BITS 65.536 High color

32 BITS 16.777.216 True color

Nº de bits del procesador gráfico

El número de bits que es capaz de manejar en un ciclo de reloj. Es totalmente independiente a la profundidad de color.

A mayor nº de bits más rápido realizará el proceso de una imagen.

Frecuencia de refresco y el parpadeo de la pantalla

Se mide en Hercios y es el número de veces que la tarjeta gráfica hace un barrido a la pantalla.

O en milisegundos en pantallas TFT

Estándar gráfico

El estándar gráfico es VGA ( video graphics adapter o video graphicsarray, adaptador gráfico de vídeo). Lo introdujo IBM.

El original 640x480 a 16 colores.

Estándar gráfico

VESA (Asociación de estándares electrónicos de vídeo) formado por un conjunto de fabricantes de sistemas gráficos.

SVGA súper VGA: bajo este nombre se agrupan todos los estándares y extensiones que han surgido para expandir las capacidades de la VGA original.

• EL PROCESADOR GRÁFICO

– Es el corazón de la tarjeta y el elemento que más ha evolucionado. Funciones de 3D, descompresión de vídeo en tiempo real y una serie de funciones que hace unos años eran impensables.

Componentes de una tarjeta gráfica

Componentes de una tarjeta gráfica

• GPU unidad de proceso gráfico, ya que son auténticos microprocesadores específicos para gráficos.

• La información que vemos en el monitor está almacenada en la memoria de vídeo, también conocida como frame buffer.

La memoria de vídeo( FRAME BUFFER)

La memoria de vídeo( FRAME BUFFER)

• La memoria gráfica se presenta en forma de chips que están integrados en la propia tarjeta, cuyo objetivo es que el acceso sea lo más rápido posible.

Tarjeta gráfica integrada

La memoria de la tarjeta gráfica aparece soldada a la placa base, llegando en algunos casos a utilizar la memoria RAM del sistema como uso gráfico (UMA, unified memoryarchitecture).

Las arquitecturas de las tarjetas gráficas han desarrollado varios sistemas de memoria que se han trasladado a las propias placas base.

A mayor cantidad de memoria de vídeo, mayor número de colores se podrán mostrar simultáneamente en la pantalla y mayores resoluciones, así como mayores capacidades gráficas en aplicaciones 3D.

Memoria de la VGA

DRAM (Dynamic RAM) sólo puede hacer una operación cada vez, ya sea de lectura o de escritura. Es la más barata al ofrecer menos prestaciones.

VRAM (vídeo RAM) memoria de doble canal, puede escribir o leer al mismo tiempo.

EDO RAM (extend data out RAM) su respuesta es inferior a sus antecesoras (60 a 40 nanosegundos) y aumenta la capacidad de transmisión de datos (80 a 105 Mb/seg)

Memoria de la VGA

CDRAM y 3D RAM, diseñadas por Mitsubishi, en la que incorpora una unidad aritmético lógica dentro del chip. Es la que actualmente se utiliza para el almacenamiento de texturas y operaciones gráficas.

MDRAM (multibak dynamic RAM) acelera el acceso a los datos de la memoria ya que están configurados en bancos de 32 Kb, también hay una mejora en el bus.

Memoria de la VGA

SGRAM (sinchronous graphic RAM) y SDRAM, son las memorias de altas prestaciones empleadas en la actualidad. Aceleran el acceso a los datos 6 nanosegundos, es la misma tecnología que los módulos de memoria de las placas base.

WRAM (Windows RAM) es un tipo de memoria diseñada para aplicaciones gráficas. Utilizan materiales de bajo coste.

Memoria de la VGA

Random Access Memory Digital-to-Analog Converter (RAMDAC o convertidor digital-analógico de RAM)

Es el conversor de digital/analógico: transforma la señal digital generada por el ordenador y la pasa a analógica, necesaria para representar la imagen en el monitor..

RAMDAC

RAMDAC

Es la parte de la tarjeta gráfica encargada de mostrar los puntos de color en la pantalla.

Incorpora una pequeña cantidad de memoria estática de extrema rapidez en un tiempo de acceso muy rápido

Conectores externos

CGA DB15 es el conector encargado de dar salida a la señal analógica que llega directamente al monitor.

Pero tenemos que tener en cuenta la aparición de los monitores LCD ya que estos tienen una conexión digital.

DVI (interfaz visual digital) 24 patillas + 5 adicionales

La aceleración 3D debe hacerse por hardware ya que si lo realizamos por software reducimos el rendimiento de nuestro equipo.

Aceleración 3D

El software 3D

API interfaz para programas de aplicación. Su función es la de enviar órdenes para que la tarjeta gráfica funcione mediante el hardware y si no lo soporta que lo emule por software.

DIRECTX 9

El Moving Picture Experts Group, titulado Grupo de

Imagenes Moviles Expertas en español, referido

comúnmente como MPEG, es un grupo de trabajo del

ISO/IEC encargado de desarrollar estándares de

codificación de audio y vídeo. Su primera reunión fue

en Mayo de 1988 en Ottawa, Canadá. Desde su

primera reunión, el MPEG ha crecido hasta incluir

350 miembros de distintas industrias y universidades.

La designación oficial del MPEG es ISO/IEC

JTC1/SC29 WG11. MPEG-4.

El estándar MPEG

El estándar MPEG

MPEG ha normalizado los siguientes formatos de compresión y normas auxiliares:

MPEG-1: estándar inicial de compresión de audio y vídeo. Usado después como la norma para CD de vídeo, incluye el popular formato de compresión de audio Capa 3 (MP3).

MPEG-2: normas para audio y vídeo para difusión de

calidad de televisión. Utilizado para servicios de TV por

satélite como DirecTV (Cadena estadounidense de

televisión vía satélite de difusión directa), señales de

televisión digital por cable y (con ligeras

modificaciones) para los discos de vídeo DVD.

El estándar MPEG

MPEG-3: diseñado originalmente para HDTV (Televisión de Alta Definición), pero abandonado posteriormente en favor de MPEG-2.

MPEG-4: expande MPEG-1 para soportar "objetos" audio/vídeo, contenido 3D, codificación de baja velocidad binaria y soporte para gestión de derechos digitales (protección de copyright).

El estándar MPEG

MPEG-7: sistema formal para la descripción de contenido multimedia

MPEG-21: MPEG describe esta norma futura como un "marco multimedia".

Transferencia de los datos del microprocesador al procesador gráfico, esto depende directamente de la velocidad del bus AGP.

Transferencia de datos entre el chip gráfico, la memoria y el RAMDAC:

Uso de la memoria doble puerta

Bus de la memoria gráfica

Frecuencia de reloj del chip gráfico

Factores que determinan las prestaciones de la VGA

Combinación de la tarjeta gráfica con el monitor

El monitor juega un papel fundamental en términos de nitidez, claridad, estabilidad y resolución máxima de la imagen

Prestaciones de la tarjeta VGA Calidad de la imagen,

profundidad de color y máxima resolución posible.

Velocidad del procesador gráfico.

AGP o PCI Express.

Soporte por hardware de directX u OpenGL u otra librería gráfica propietaria de algún fabricante.

RAMDAC