Download 5.3 Adaptador de vÃdeo (Trabajo)

ADAPTADORES DE VIDEO
II–PEI 09/10
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º 5.3 –
ADAPTADORES DE VIDEO
Eloy Pérez Reyes
En este documento se va a tratar de informar el
funcionamiento y sus componentes de un adaptador de
video.
1. Introducción
El adaptador de video es un componente imprescindible para un PC, proporciona la
interfaz entre el computador y el monitor y enviar señales que aparecen como
imágenes en la pantalla. Durante la evolución tecnológica aumenta constantemente la
resolución y el número de colores. En este documento se trata de describir los
componentes y su funcionamiento.
2. Componentes
BIOS:
El adaptador de video incluye un BIOS, es similar en construcción pero completamente
separado con BIOS del sistema principal. Cuando encienda el PC y mirar rápidamente
el monitor, puede ver un banner de identificación del adaptador de video.
Similar al BIOS del sistema, el BIOS del adaptador de vídeo en forma de un chip ROM
que contiene las instrucciones básicas que proporcionan una interfaz entre el
hardware del adaptador de vídeo y el software que se ejecuta en el sistema. El
software que hace llamadas a la BIOS de vídeo puede ser aplicación independiente, un
sistema operativo, o el BIOS del sistema principal. La programación en el chip de la
BIOS permite a su sistema para mostrar la información en el monitor durante el POST
del sistema y las secuencias de arranque, antes que cualquier otro conductor de
software han sido cargadas desde el disco.
GPU:
Unidad de procesamiento gráfico, es el corazón de cualquier adaptador de vídeo, que
se encarga de procesar exclusivamente los gráficos.
Memoria de vídeo:
Está integrada en la propia tarjeta que utilizan para almacenar imágenes de vídeo,
texturas 3D, durante su procesamiento. Existen varias capacidades y tecnologías que
determina la resolución máxima de pantalla y la profundidad de color. Actualmente se
utiliza la capacidad de 256 MB, 512 MB y 1 GB y la tecnología DDR-2 y GDDR-3.
Buses de vídeo:
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ES la conexión entre el GPU y la memoria en el adaptador. La mayoría son anchos
como de 256 bits o 512 bits. No se debe confundir con el bus del sistema principal.
Cuando lee los 128 bits o 256 bits del adaptador de vídeo, debe entender que esto se
refiere al bus de video local y que el bus de conexión del adaptador al sistema está PCI,
AGP o PCI-Express.
Conversor analógico / digital (RAMDAC):
El componente se encarga de convertir las imágenes digitales generadas por el
computador a la señal analógica que sea interpretable por el monitor. Según el
número de bits que maneje a la vez y la velocidad con que lo haga, el conversor será
capaz de dar soporte a diferentes velocidades de refresco de monitor. Dada la
creciente popularidad de los monitores digitales, el RAMDAC está quedando obsoleto.
Interfaces con placa base:
Los estándares del bus como IBM MCA, ISA, EISA, y VL-Bus que se han utilizado para
VGA y estándares de vídeo quedan obsoletos debido a sus rendimientos bastantes
lentos. Las tarjetas de vídeos actuales utilizan los estándares PCI, AGP o PCI-Express.
Bus
Anchura
(bits)
Frecuencia
(MHz)
ISA XT
PCI
AGP 4x
AGP 8x
PCIe x8
PCIe x16
8
32 - 64
32
32
1*32
1*32
4,77
33 - 100
266
533
25 / 50
25 / 50
Ancho
de banda
(MB/s)
8
132 - 800
1000
2000
800 / 1600
1600 / 3200
Puerto
Paralelo
Paralelo
Paralelo
Paralelo
Serie
Serie
La ranura AGP es esencialmente una mejora para el bus PCI ya existente; sin embargo,
está pensando para utilizarse solo con adaptadores de vídeo y les proporciona acceso
de alta velocidad a la memoria principal del computador. Esto permite que el
adaptador para procesar ciertos elementos de vídeo 3D, tales como mapas de textura,
directamente desde la memoria principal en lugar de tener que copiar los datos a la
memoria del adaptador antes de que el tratamiento pueda comenzar.
PCI-Express sustituye a AGP para los computadores nuevos, comenzaron a aparecer en
el sistema de alto rendimiento a mediados de 2004 y actualmente casi todos los
sistemas utilizan tarjetas de vídeo. PCI-Express utiliza una alta velocidad bidireccional
de datos en serie, método de transferencia y canales se pueden combinar para crear
más amplia y rápida expansión de frecuencias. De gráficos PCI-Express utiliza tarjetas
de 16x para permitir velocidades de 4Gbps en cada dirección.
Salidas:
Los sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta gráfica y el dispositivo
visualizador:
SVGA: estándar analógico diseñado para dispositivos CRT.
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DVI: Sustituye al anterior, fue diseñado para obtener máxima calidad de visualización
en las pantallas digitales como LCD o proyectores.
S-Vídeo: Incluido para dar soporte a televisores, reproductores DVD, vídeos y
videoconsolas.
HDMI: tecnología de audio y vídeo digital cifrado sin compresión en un mismo cable.
Refrigeración
Debido a las cargas de trabajo a las que son sometidas, las tarjetas gráficas alcanzan
temperaturas muy altas. Si no es tenido en cuenta, el calor generado puede hacer
fallar, bloquear o incluso averiar el dispositivo. Para evitarlo, se incorporan dispositivos
refrigerantes que eliminen el calor excesivo de la tarjeta. Utilizan dos tipos de
refrigeración: disipador y ventilador.
Múltiples monitores
Con el objetivo de incrementar el área de visualización, aunque todavía es limitado por
el tamaño, la solución y número de los monitores. Inicialmente la interfaz de producto
múltiple fue diseñada para exhibir una misma imagen sobre todas las interfaces de
producto (referidas a reflejar o clonar varias veces). En el modo “Ampliado” el área de
pantalla adicional es creada sobre monitores adicionales. Cada monitor puede usar
ajustes diferentes.
Adaptador de vídeo:
Memoria
GPU
Ventilador
Salida
3. Aceleradores gráficos 3D
Para mejorar la velocidad y calidad de las animaciones y gráficos, especialmente los
que están en tres dimensiones. Todo el trabajo que requiere procesar gráficos en 3D es
realizado por la GPU y por tanto el microprocesador está menos ocupado.
La función básica del software de 3D es la de convertir las abstracciones de imagen en
las imágenes plenamente conscientes que luego se muestran en el monitor. Las
abstracciones imagen típicamente consisten en los siguientes elementos:
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Vértices: ubicación de los objetos en tres dimensiones del espacio, que se describe en
términos de X, Y y Z.
Primitivas: los objetos geométricos simples la aplicación los utiliza para crear
construcciones más complejas.
Texturas: imágenes de mapa de bits de dos dimensiones de las superficies destinadas a
ser proyectadas en las primitivas.
Filtros y renderización avanzados:
Para mejorar la calidad de los mapas de textura, varias técnicas de filtrado han sido
desarrollados:
Filtrado bilineal: mejora la calidad de la imagen de texturas pequeñas colocadas en
polígonos de gran tamaño.
Filtrado anisotrópico: Para obtener más realista de representación en el ángulo oblicuo
de las superficies de textura.
Rasterización: la conversión de las primitivas en píxeles en la pantalla de vídeo
llenando las formas con sombras correctamente iluminado, texturas o una
combinación de los dos.
Transformación e iluminación: El proceso de visualización 3D incluye la transformación
de un objeto de un cuadro a otro y el manejo de los cambios de iluminación que se
derivan de esas transformaciones.
Sombra: el proceso de llenado de píxeles con que fluye suavemente de color utilizando
la técnica de sombreado plano o Gouraud.
Animación: el proceso de cambio rápido y limpiamente a cuadros sucesivos de
secuencias de movimiento.
Antialiasing: el proceso de ajuste de los límites de color para suavizar los bordes de los
objetos.
Interfaces de programación de aplicaciones:
Proporcionar interfaces de programación de aplicaciones de hardware y software son
un medio, para crear controladores y programas que pueden trabajar de forma rápida
y fiable a través de una amplia variedad de plataformas. Cuando APIs existen, los
controladores pueden ser escritos a la interfaz con el API, en lugar de directamente
con el sistema operativo y el hardware subyacente.
OpenGL: es una especificación estándar que define una API multilenguaje y
multiplataforma para escribir aplicaciones que produzcan gráficos 2D y 3D. La interfaz
consiste en más de 250 funciones diferentes, que pueden usarse para dibujar escenas
tridimensionales complejas a partir de primitivas geométricas simples, tales como
puntos, líneas y triángulos.
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Microsoft DirectX: es una colección de APIs creadas y recreadas para facilitar las
complejas tareas relacionadas con multimedia, especialmente programación de juegos
y vídeo en la plataforma Microsoft Windows.
Renderización de secuencia Dual-GPU
Con el desarrollo de Dual PCI-Express, la capacidad de conectar dos tarjetas juntas para
renderizar a un sólo monitor con mayor rapidez.
4. Actualización o cambio de adaptadores de vídeo
Actualmente en la mayoría de los adaptadores de vídeo, no está incluido el
sintonizador de TV y el capturador de vídeo.
Sintonizador de TV:
Permite ver los distintos tipos de televisión en la pantalla de ordenador. La
visualización se puede efectuar a pantalla completa o en modo ventana. La señal de
televisión entra en la toma de antena de la sintonizadora y puede proceder de una
antena (externa o portátil) o bien de la emisión de televisión por cable.
Capturador de vídeo:
Para captar señales de alguna fuente de vídeo como cámaras filmadoras,
reproductores de DVD o VHS, etc. Para su posterior edición.
5. Resolución de problemas
El movimiento de la imagen se ralentiza: Debido el FPs es demasiado bajo. La solución
es reducir la resolución o profundidad de color o aumentar la velocidad de GPU y la
memoria de vídeo.
No hay imagen en el monitor: Escuchar el código de pitido del sistema principal el
error de adaptador de video. La solución es comprobar si la ranura está bien montada
o sustituir el adaptador por otro nuevo.
6. Conclusiones
El adaptador de video es un componente imprescindible para el PC actual y hay que
darse en cuenta que la necesidad del usuario por ejemplo utilizar las aplicaciones
gráficas muy exigentes, videojuegos, edición de vídeo depende el tipo de adaptador de
vídeo por sus componentes como la GPU y la menoría de vídeo y también su
funcionamiento como la capacidad de procesar los filtros y renderización.
7. Bibliografía
[1] Scott Mueller. Upgrading and Reparing PCs. Editorial Que. Cap.