Общие сведения.
Качество изображения на экране монитора зависит от обеих составляющих графической подсистемы - самого монитора и графического адаптера. Основой для получения качественного изображения являются графические режимы высокого разрешения с высокой скоростью кадровой развертки (регенерации).
Ни одна составная часть компьютера не развивается сегодня так быстро, как видеоакселлераторы. За последние три года скорость обработки графических данных в персональных системах возросла в 20-30 раз, что намного превышает общий темп компьютерного развития. Графические потоки в компьютере стали настолько интенсивными, что потребовали создания отдельной графической шины - AGP. Обработка графической информации в видеокартах поддерживается собственными мощными процессорами и все равно в значительной мере загружает центральный процессор компьютера. Исключение: последние новинки - платы с установленными геометрическими (!) сопроцессорами GeForce 256, Savage 2000 Radeon, а также VSA 100 (он же Napalm) от фирмы 3Dfx.
В приложениях, не ориентированных специально на объемную графику, в основном используется плоская двухмерная картинка состоящая из небольшого числа геометрических областей, которые заполнены однородным цветом и символами. Было время, когда такое изображение было непросто сформировать. И поэтому видеокарты оснастили 2D-ускорителями, т.е. схемами, способными быстро рисовать линии, треугольники, четырехугольники, окружности и выполнять различные, не обязательно одноцветные заливки.
До появления ускорителей всю работу выполнял центральный процессор, который был вынужден рассчитывать цвет каждого пикселя в общем изображении кадра на экране, а видеокарта только подхватывала труд процессора и переводила цифровые данные его в аналоговые сигналы, понятные монитору. Ускорение - это, по сути, помощь процессору, когда он может давать видеокарте более общие команды: нарисовать треугольник формы X в области экрана Y и залить его цветом Z. А дальнейшие вычисления с точностью до пикселя берет на себя сама видеокарта, освобождая от этой рутины центральный процессор. В выигрыше оказывается и компьютер - теперь он может работать более производительно, и видеосистема - сложное, насыщенное деталями изображение обрабатывается заметно быстрее.
Но формирование объемной 3D-картинки - гораздо более сложная задача. Представьте себе какой-нибудь трехмерный объект, например фрагмент кирпичной кладки. Для воссоздания его на экране процессору и графическому ускорителю придется сначала выделить грани этого объекта. Следующим шагом будет наложение на каждую грань текстуры - узора, который в нашем случае позволяет не прорисовывать каждый кирпичик, а распространять на всю грань обобщенное изображение кирпичной кладки. Дальше необходимо учесть, как, откуда и какой падает свет: в зависимости от этого одни грани будут светлее или темнее других.
А теперь представьте себе десятки объектов в картинке, которые вращаются, удаляются, приближаются, перекрывают друг друга, попадают под разные источники света, падающего под разными углами, отбрасывают тени и т.д. и т.п. И сложность таких объектов часто значительно выше, чем у параллелепипеда кирпичной кладки, так что процессору приходится выделять в них не единицы, а сотни граней, а общее число примитивов (треугольников, из которых складываются объекты) в современных играх доходит до нескольких миллионов. А еще необходимо учесть применение специальных эффектов, усиливающих реалистичность картины: алгоритмов сглаживания, затуманивания, прозрачности и даже зеркальности объектов.
В итоге получается умопомрачительная сложная компьютерная задача, с которой центральный процессор компьютера не в состоянии справиться без помощника - 3D-ускорителя, который должен выполнять большую часть расчетов.
Современную видеокарту можно смело назвать компьютером в компьютере, поскольку у нее есть свой процессор, своя память, своя внутренняя шина передачи данных. Да и тактовая частота работы видеокарты уже достигла 250МГц (а у последних моделей даже 350МГ!), так что графический процессор приходится охлаждать отдельным радиатором или вентилятором (кулером).
Соответственно, видеокарта, как сложное устройство, характеризуется большим числом параметров: типом процессора, разрядностью внутренней шины, типом и объемом видеопамяти, типом и скоростью внешней шины (PCI или AGP). Так же как у компьютера, у видеокарты есть определенная производительность, которую можно объективно оценить или точно измерить.
При обычной офисной работе вряд ли стоит задумываться над покупкой специальных ускорителей (3D и др.). кроме ускорителя Windows 2D, вам ничего не надо.
Если же ПК используется еще и для профессиональной работы с 3D-графикой (например, создание анимации), желательно наличие 2D и 3D ускоряющей карты. Такие карты обычно стоят дороже.
Первые платы-ускорители 3D известных фирм были ориентированы на программные стандарты 3D-графики (приложение к Windows), типа OpenGL и Derect 3D. Тогдашние версии этих программ годились для профессионального использования (3D-проектирования и т.д.), но не давали существенного выигрыша в скорости 3D игр.
И в этот момент на сцену вышла фирма 3Dfx со своим чипом Voodo, а затем Voodo II. Она предложила использовать свой собственный программный интерфейс GLIDE, который легко программируется и дает намного лучшие результаты в играх.
Первые ускорители по технологии 3Dfx изготавливались на указанных выше кристаллах сторонними фирмами (например, Diamand или Creative) и самостоятельно работать не могли. Они устанавливались в слот PCI по соседству с любой платой SVGA.
Только в 1999 году появились платы с Voodo III, включающий в себя плату SVGA.
В течении 1998 и начала 1999 года эта технология, и платы на ее основе были безусловными лидерами в области предпочтений любителей игр. Но сегодня положение изменилось.
Во-первых, вышли усовершенствованные драйвера OpenGL и Direct 7X, а во-вторых, ускорители 3D других фирм, опирающиеся на них, значительно усовершенствовались и предложили превосходящие возможности (это, прежде всего, 32-битный цвет, аналогичный Z-буфер, работа с памятью 16 или 32 Мб на самой плате и многое другое).
Влияние объема и типа ОЗУ.
На каждой видеоплате размещается оперативная память. Ее стандартным объемом сегодня считается 16 или 32 Мб.
Видеопамять является очень важным компонентом видеоплаты и всего компьютера в целом. В настоящее время созданы несколько новых технологий видеопамяти в целью повысить быстродействие обмена данными с видеопроцессором и эффективность хранения видеоданных.
Тип и быстродействие памяти, используемой в видеоплате, играет важную роль в ее эффективности. Современные технологии видеопамяти означают лучшую производительность. Размер видеопамяти на видеоплате также влияет на ее быстродействие. 3D-акселераторы часто имеют большую эффективность, когда на них установлено большое количество видеопамяти для использования ее в промежуточных вычислениях.
Опишем, в качестве примера, некоторые 2D, 3D-ускорители.
Matrox Millennium G400 SH 16/DH 16/SH32/DH32/Max
Линейка видеоплат, приковавшая к себе вниманием специалистов, и потенциальных покупателей. Оригинальные технические решения и высокое качество их реализации - достаточные причины для такого интереса.
Matrox впервые использовал в G400 256-битную архитектуру с двумя 128-битными буферизированными каналами, обеспечивающими параллельный вход/выход данных, в отличие от распространенной 128-разрядной шины, которая попеременно осуществляет передачу и прием данных. Шина памяти G400 имеет128 разрядов, но эффект "бутылочного горлышка" отсутствует, так как используется память с заведомо большой рабочей частотой, обеспечивающая необходимую полосу пропускания. DualBus в первую очередь ускоряет операции с 2D-графикой, но в значительной мере сказывается и на 3D, а также видеоспособностях чипа.
Для улучшения изображения в чипсете используется 2-я версия технологии VLQ (Vibrant Colour Quality), с 32-битной внутренней точностью обработки и в режиме TrueColor, и при 16-разрядном представлении цвета. Это обеспечивает не только отсутствие дефектов "картинки" и 32-разрядных текстур, но и качественный дизеринг (сглаживание переходов между полутонами).
G400 обладает чипсетом аппаратно поддерживающим симуляцию рельефа на текстурах с использованием карты окружения (Environment Mapped Bump Mapping).
Еще одно достоинство G400 - DualHead Display. В основной модификации чипсета предусмотрены 2 (а не 1, как обычно) контроллера, управляющие электронно-лучевой трубкой, что позволяет выводить изображение или его участок с разным разрешением и частотой обновления на два монитора, монитор и телевизор, монитор и LSD-панель с аналоговым входом или на две LSD-панели. Работая в Adobe Photoshop, можно поместить на главном экране изображение целиком, а на вспомогательном - крупный план редактируемого участка. В авиасимуляторе на вспомогательный экран можно вывести полетную карту.
Скорость в 3D-играх у G400 не столь впечатляет, как в 2D, однако позволяет этой плате входить в число современных быстрых игровых видеокарт. В Quake2 (с ICD OpeGL, PII 450) плата обеспечивает более 40 кадров/с в режиме 1024ґ768 True Color, еще более высокий результат у G400 Max.
Быстродействие G400, особенно G400 Max, сильно зависит от мощности используемого процессора. Рекомендуемый минимум для ПК с G400 - PII-300, а для G400 Max PII-350 или Celeron 400.
Matrox Marvel G400, 16 Мбайт
Основанная на обычном чипе G400, карта претендует на звание медиакомбайна. Причем весьма успешного. На Marvel два разьема: один обычный - VGA, а второй расширился до 26 выводов. К нему, специальным "шлангом", подключается чем-то напоминающая внешний модем, коробка ТВ-тюнера, снабженная множеством разъемов. В их число входят композитные (видеоразъем плюс два канала звука) и S-Video-входы и выходы, антенное гнездо и s/PDIF-выход, почему-то отсутствующий и закрытый резиновой заглушкой. На плате установлено 16 Мбайт 6-наносекундной памяти SGRAM (Samsung KM4132G112Q-6), а на чипе - большой радиатор без вентилятора.
Самая интересная деталь Marvel G400 - микросхема Zoran ZR360360QC, обеспечивающая M-JPEG компрессию (не путать с MJPEG) видеоизображения в реальном времени.
К этой карте в равной мере относятся все соображения по производительности G400.
Карта способна захватывать и полностью аппаратно сжимать видеопоток с разрешением 740ґ480 с частотой 30 кадров в секунду в формате MJPEG, благодаря чему для своей цены выглядит одним из самых удачных комбинированных видеорешений на рынке.
ASUS AGP-V3800 PURE 16MB/PURE 32MB/TVR/TVR Deluxe/ Ultra Deluxe
Одна из модификаций этих плат стала первой TNT2, поступившей в Россию. Линейка AGP-V3800 представляет собой набор плат для всех категорий покупателей на любой вкус: от наиболее простой и доступной по цене 16 Мб-ной модели, до сверхбыстрой Ultra TNT2, оснащенной к тому же видеовходами и выходами и имеющей в комплекте стереоочки.
К сожалению, с маркой ASUS связано не тоько первое появление TNT2 на отечественном рынке, но и первая путаница, возникшая при розничной продаже видеоплат на этом чипсете. Некоторые покупатели и продавцы ошибочно приняли младшие Deluxe-модели за Ultra TNT2. На самом деле приставка Deluxe указывает лишь на наличие в retail-поставке платы стереоочков VR-100G, и только версия Ultra Deluxe действительно имеет на плате Ultra-версию чипа.
Качество и скорость 2D любой из AGP-V3800 не вызывают восхищения. К сожалению, 2D-часть у этих плат реализована хуже, чем у других моделей с TNT2. Если при разрешении 1024ґ768 текстовой текст и графика выглядят очень четкими и никаких нареканий практически нет, то уже при переходе к 1280ґ1024 заметно резкое снижение четкости. При разрешении 1600ґ1200, замыливание становится настолько значительным, что не позволяет считать такой режим пригодным для работы. У AGP-V3800 PURE четкость несколько выше, чем у AGP-V3800 TVR ()возможно, это объясняется влиянием TV-выхода.
Скорость в 3D-играх существенно зависит от выбранной модификации.
В целом скорость TNT2 от ASUS можно охарактеризовать как среднюю среди плат на "обычной" TNT@. Такую же позицию занимает и AGP-V3800 Ultra среди Ultra TNT2, значительно превосходя по быстродействию обычные модификации и позволяя использовать в играх более высокое разрешение (1280ґ1024 для Unreal и 1600ґ1200 для Quake2) без фатального снижения частоты смены кадров (или, что более практично - получить больший запас по fps при тех же 1024ґ768).
Качество TV-выхода у модификации TVR, TVR Deluxe и Ultra Deluxe достаточно хорошее, но не выдающееся. AGP-V3800 поддерживает необходимые функции для качественного воспроизведения видео, но аппаратного ускорения декодирования MJPEG и DVD нет.
AGP-V3800 способны обеспечить существенный прирост производительности и на сравнительно медленных процессорах, но полностью их возможности (особенно Ultra) раскрываются только на быстрых (от PII-450). С этой точки зрения нерационально использовать Ultra или серьезно разгонять младшие модификации на медленных ПК - процессор ограничит быстродействие 3D-игр, и эффект окажется незначительным.
Выпускаются и ASUS на чипсетах Vanta и TNT2 M64. Будьте внимательны и при покупке подозрительно дешевой TNT2 (особенно OEM), обязательно проверьте, на каком чипсете собрана плата - обе модификации значительно медленнее обычной TNT2.
ASUS AGP - V7700 Deluxe TV
ASUS AGP - V7700 Deluxe TV построена на базе чипсета nVIDIA GeForce2 GTS, имеет 32 Мбайт DDR SGRAM-память, VGA, S-Video TV-и композитный RCA TV-выход, VR-выход для подключения стереоскопических 3D-очков, а также S-Video TV-вход.
На плате имеется один-единственный переключатель для выбора кодировки видеосигнала: PAL и NTSC - таким образом одновременно выставляется кодировка как входно8го, так и выходного видеосигнала, и подразумевается, что оба должны быть в одинаковом формате.
Сверху на микросхеме графического процессора размещен вентилятор внушительных размеров, закрепленный в металлическом радиаторе круглой формы, что несколько необычно.
Помимо этого плата имеет еще одну отличительную особенность - распаянную на ней микросхему мониторинга состояния Winbond W83781D, что позволяет следить за состоянием видеокарты во время ее работы.
Во всех без исключения тестах ASUS AGP - V7700 Deluxe TV продемонстрировала отличную производительность. А ее единственным конкурентом была видеокарта ATI Radeon 64MB DDR Vivo, которая обошла ASUS AGP - V7700 Deluxe TV в ряде Direct3D-тестов выполненных при 32-битной глубине цвета. Во всех же остальных 3Dтестах ASUS AGP - V7700 Deluxe TV стабильно показывала один из лучших результатов.
AOpen PA256 Deluxe
Компания Aopen представила высокопроизводительную AGP карту PA256 Deluxe с технологией OpenBIOS.
В качестве графического процессора в PA256 Deluxe используется nVIDIA Geforce 2 GTS. Видеобуфер - 32 Мбайт WR-памяти. В тесте 3Dwinbench 2000 PA256 Deluxe демонстрирует результат 100 баллов. Впервые в истории AGP-карта превышает показатель 99 баллов в 3Dwinbench 2000. PA256 Deluxe предлагает новый уровень качества 2D/3D - графики для широкого спектра применений.
Номинальная частота графического процессора в PA256 Deluxe - 200 МГц, памяти - 333 МГц. Aopen разработала специальную версию OpenBIOS для Geforce 2 GTS, который поддерживает следующие основные функции: управление напряжением питания графического процессора: регулирование частоты графического процессора и памяти: контроль за температурой графического процессора.
OpenBIOS независим от операционной системы и дает пользователю прямой доступ к настройкам AGP BIOS. Таким образом, PA256 Deluxe позволяет полностью реализовать потенциал наиболее мощного и современного чипа от NVIDIA.
Реализация новейших технологических решений и широкий набор дополнительных функций делают видеокарту AOpen PA256 Deluxe прекрасным выбором как для профессионального ПК разработчика графических приложений, так и для мощной домашней мультимедийной системы.
ASUS AGP-V7100/T и др.
Среди плат на основе GeForce2 MX можно выделить продукты от тех же ASUSTeK и ELSA - эти компании первыми из тех, чья продукция стабильно попадает в Россию и страны СНГ, представили такие видеокарты. В серию ASUS AGP-V7100 вошло несколько плат с 16/32 Мбайт видеопамяти (обычная SDRAM) и различными комбинациями выходов (VGA, TV-Out, DVI), наличие которых обусловлено технологией TwinView.
ELSA представила видеоадаптер GLADIAC MX с 32 Мбайт памяти SDR SDRAM на борту. Плата ASUS AGP-V7100/T построена на базе чипсета nVIDIA GeForce2 MX.
Эта видеокарта имеет 32 Мбайт SDR SDRAM-памяти, VGA-выход, два TV-выхода - композитный RCA и S-Video, а также джампер для переключения кодировки выходного TV-сигнала - PAL или NTSC.
Используется не активный, а пассивный игольчатый радиатор. Впрочем, радиатор имеет довольно внушительные размеры и во время прогона тестов нагревается совсем не сильно. После самостоятельной установки на него вентилятора возможности для "разгона" увеличиваются.
Что же касается производительности ASUS AGP-V7100/T, то в 2D-тестах она была ничуть не хуже, чем у плат на чипсете nVIDIA GeForce2 GTS. А вот в 3D-приложениях она уже, естественно, не могла угнаться за платами на nVIDIA GeForce2 GTS и конкурировала с ASUS AGP-V6800 на чипсете nVIDIA GeForce256.
ATI Radeon 64MB DDR Vivo
Эта видеокарта продемонстрировала очень высокую производительность при работе с 3D-приложениями в видеорежимах с 32-битной глубиной цвета.
ATI Radeon 64MB DDR Vivo построена на базе чипсета ATI Radeon 64 Мбайт DDR SDRAM-памяти и, помимо VGA-выхода, имеет также композитный RCA TV-вход.
Следует отметить, что интерфейс драйвера у ATI Radeon 64MB DDR Vivo очень удобный, понятный и простой (возможно, даже слишком), что, несомненно, по достоинству оценят начинающие пользователи.
Что же касается производительности этой карты в тестах, то ее конек - Direct 3D-приложения, запущенные в видеорежиме с 32-битной глубиной цвета, и здесь равных ей почти нет. При прогоне Direct3D-тестов в видеорежиме с 16-битной глубиной цвета ATI Radeon 64MB DDR Vivo немного отставала от карт на чипсете nVIDIA GeForce2 GTS, как и в большинстве OpenGL-тестов.