مقدمه اي بر سخت افزار كارتهاي تصوير

براي اينكه بتوان در صفحه نمايش رايانه ، تصويرهاي مربوط به داده ها و اطلاعات را مشاهده نمود بايد ارتباطي بين مادربرد و نمايشگر برقرار شود ، به همين دليل كارت گرافيكي در يكي از شكاف هاي توسعه مادربرد قرار مي گيرد و يا يك كابل به مادربرد وصل مي شود و نمايش اطلاعات بر روي صفحه را كنترل مي كند.
كارت گرافيكي در رايانه داراي جايگاه خاصي است. در بيشتر رايانه ها ، كارت گرافيكي اطلاعات ديجيتال را براي نمايش توسط نمايشگر به اطلاعات آنالوگ تبديل مي نمايند. در واقع نقاط تشكيل دهنده تصوير بر روي نمايشگر پيكسل نام دارند. هر پيكسل يك رنگ را نمايش مي دهد. در نمايشگرهاي مكينتاش هر پيكسل داراي دو رنگ است (سفيد و سياه). در بعضي نمايشگر هاي امروزي هر پيكسل داراي ۲۵۶ رنگ است. در بيشتر صفحات نمايشگر ، پيكسل ها به صورت تمام رنگ (True Color) هستند و داراي ۱۶/۸ ميليون حالت مختلفند

كارت گرافيكي يك برد مدار چاپي به همراه حافظه و يك پردازنده اختصاصي است. پردازنده محاسبات مورد نياز گرافيكي را انجام مي دهد.
كارت هاي گرافيكي با نامهاي زير شناخته مي شوند: كارت ويديويي،كنترل گر گرافيكي يا ويديويي، آداپتور گرافيكي يا ويديويي، شتاب دهنده گرافيكي يا ويديويي.
كارت گرافيكي از سه بخش اساسي تشكيل مي شود:

حافظه : يكي از مهمترين اجزاي كارت گرافيكي است.حافظه رنگ مربوط به هر پيكسل را نگهداري مي كند.
در ساده ترين حالت (دو پيكسل سياه و سفيد) به يك بيت براي ذخيره سازي رنگ هر پيكسل نياز مي باشد. با توجه به اينكه هر بايت شامل هشت بيت است ، نياز به هشتاد بايت براي ذخيره سازي رنگ مربوط به پيكسل هاي موجود در يك سطر در روي صفحه نمايشگر و ۳۸۴۰۰ بايت حافظه به منظور نگهداري تمام پيكسل هاي قابل مشاهده بر روي نمايشگر خواهد بود.

اينترفيس رايانه : اينتر فيس با اتصال كارت گرافيكي به گذرگاه مربوطه بر روي برد اصلي ، محتويات حافظه را تغيير مي دهد. در اين حالت رايانه سيگنال ها را از طريق گذرگاه براي تغيير محتويات حافظه ارسال مي كند.
اينترفيس ويديو: اين قسمت سيگنال مورد نياز براي مانيتور را مي سازد. كارت گرافيكي سيگنال هاي رنگي را توليد مي كند و باعث حركت اشعه در CRT مي شود. در واقع كارت گرافيكي تمام حافظه اي مربوطه را بيت به بيت اسكن مي كند. سيگنال هاي مورد نظر جهت هر پيكسل موجود براي هر خط ارسال و در نهايت يك پالس افقي Sync ارسال مي گردد ، عمليات فوق براي ۴۸۰ خط تكرار و در پايان يك پالس عمودي Sync ارسال خواهد شد.
كارت هاي گرافيكي ساده frame Buffer ناميده مي شود. اين نوع كارت يك Frame از اطلاعات را نگاهداري مي كند. ريزپردازنده رايانه مسئول بهنگام سازي هر بايت در حافظه كارت گرافيك است. در صورتي كه عمليات گرافيكي پيچيده اي وجود داشته باشد ، ريزپردازنده مدت زيادي را صرف بهنگام سازي حافظه كارت مي نمايد. بنابراين براي ساير عمليات زماني باقي نخواهد ماند. مثلاً اگر يك تصوير سه بعدي داراي ۰۰۰/۱۵ ضلع باشد ، ريزپردازنده بايد هر ضلع را رسم و عمليات مربوط را در كارت انجام دهد ، بدين صورت اين عمليات زمان زيادي لازم دارد.
در صورتي كه كارت هاي گرافيكي جديد حجم عمليات مربوط به پردازنده را به شدت كاهش مي دهد.
اين نوع كارت هاي جديد داراي يك پردازنده قوي هستند كه مختص اين عمليات مي باشند. با توجه به نوع كارت گرافيك پردازنده مي تواند يك كمك پردازنده گرافيكي و يا يك شتاب دهنده گرافيكي باشد.
پردازنده كمكي و پردازنده اصلي همزمان فعاليت نموده و زماني كه از شتاب دهنده گرافيك استفاده مي شود دستورات لازم از طريق پردازنده اصلي براي شتاب دهنده ارسال و شتاب دهنده ساير كارها را انجام مي دهد. در سيستم هاي كمك پردازنده درايو كارت گرافيك عمليات مربوط به كارهاي گرافيكي را به طور مستقيم براي پردازنده كمكي گرافيكي ارسال مي كند. در سيستم هاي شتاب دهنده گرافيكي درايو كارت گرافيك در ابتدا همه چيز را براي پردازنده اصلي ارسال مي كند. سپس پردازنده اصلي شتاب دهنده گرافيك را هدايت مي نمايد.

عناصر كارت گرافيكي

- حافظه: در كارت گرافيكي از حافظه هاي مختلف استفاده مي شود. يكي از بهترين نوع آنها از پيكربندي dual-ported استفاده مي نمايد. در اين نوع كارت ها امكان نوشتن در يك بخش و خواندن از بخش ديگر به صورت همزمان امكان پذير است. بدين صورت مدت زمان كاهش خواهد يافت.
(Digital-to-Analog Converter DAC ) : يك نوع تبديل كننده مي باشد كه داده ها را به ديجيتال تبديل مي كند. سرعت اين نوع تبديل كننده تأثير بسيار زيادي بر مشاهده تصوير بر روي صفحه نمايش خواهد داشت.
Display Connector: اغلب كارت هاي گرافيكي از كانكتور ۱۵ پين استفاده مي كنند. اين نوع كانكتورها در زمان عرضه VGA مطرح شدند.
Graphic BIOS :كارت هاي گرافيكي داراي يك تراشه كوچك مي باشند. اين تراشه به قسمت هاي ديگر كارت نحوه انجام عمليات را اعمال خواهد كرد. اين قسمت مسئوليت تست كارت گرافيك يعني عمليات ورودي و خروجي را نيز بر عهده دارد .
Computer ( (bus Connector: اين نوع پورت امكان اتصال كارت بر حافظه را فراهم مي آورد و داراي سرعت بيشتري مي باشد. بيشتر اين گذرگاه ها از نوع AGP مي باشد.
پردازنده گرافيكي: همانطور كه از نام آن پيداست مغز كارت گرافيك مي باشد و مي تواند در سه حالت پيكربندي كارت گرافيكي را انجام دهد.

استانداردهاي كارت گرافيك

اولين كارت گرافيك در سال ۱۹۸۱ توسط شركت Ibm به بازار عرضه گرديد. اين نوع كارت به صورت تك رنگ و با نام اختصاري Mdas ارائه گرديد. رنگ نوشته در اين حالت سفيد يا سبز و زمينه سياه بود. صفحات نمايشگري كه از اين كارت ها استفاده مي كردند ، متني بودند. سپس كارت هاي چهار رنگ Hgc در بازار عرضه گرديدند.
بعد از آن كارت هاي هشت رنگ Cga و كارت هاي شانزده رنگ Ega توليد شدند. شركت Ibm در سال ۱۹۷۸ كارت Vga را توليد كرد. اين نوع كارت ها ۲۵۶ رنگ را نشان مي دادند و وضوح آنها ۴۰۰* ۷۲۰ بود. سپس كارت هاي Svga عرضه شدند. اين نوع كارت ۱۶/۸ ميليون رنگ با وضوح ۱۰۲۴* ۱۲۸۰ بود. هر چه تعداد رنگ و وضوح تصوير افزايش يابد كارت گرافيك بهتر خواهد بود. كارت هاي گرافيكي به راحتي به سيستم متصل مي شوند. كارت هاي جديد از طريق پورت Agp و كارت هاي قديمي از طريق اسلات هاي Isa و يا Pci بر سيستم متصل مي شدند.