Card đồ họa

Russell Hitchcock

Trong nhiều doanh nghiệp ngày nay, đồ họa ngày càng đóng vai trò quan trọng. Các công ty sản xuất chương trình trò chơi video, phim ảnh và TV là những ví dụ điển hình của các doanh nghiệp cần đến chất lượng cao đối với hệ thống card đồ họa để hỗ trợ cho những nhu cầu cần thiết của họ. Một số doanh nghiệp đó có thể là các công ty lớn cần đến vấn đề điều khiển phức tạp và hệ thống kiểm tra. Các hệ thống này ngày càng cần đến sự kết hợp phức tạp trong đồ họa, các biểu đồ và video, điều đó dẫn đến nhu cầu cần card đồ họa tương xứng.

Các doanh nghiệp khác cũng đang bắt đầu phát triển một yêu cầu mới về card đồ họa hiệu suất cao. Điều này chính là do sự phát triển của các công cụ cộng tác và hội thảo trực tuyến. Đối với bất cứ doanh nghiệp nào thì quản trị viên có được hiểu biết tốt về card đồ họa là vấn đề quan trọng. Thậm chí nếu doanh nghiệp đó không thuộc bất kỳ kiểu nào được đề cập ở trên, thì việc hiểu biết về card đồ họa sẽ làm giảm được các chi phí không cần thiết trong việc quyết định mua thiết bị phù hợp với nhu cầu sử dụng của công ty.

Ưu điểm của một card đồ họa là cho phép máy tính xử lý tất cả các vấn đề đồ họa hỗ trợ cho bo mạch chủ. Nhiều bo mạch chủ có tích hợp card đồ họa bên trong để có thể quản lý các ảnh 2D. Đây là điều cần thiết cho việc duyệt web và tạo các tài liệu thích hợp với những nhu cầu của nhiều doanh nghiệp. Tuy nhiên một số doanh nghiệp khác lại có những yêu cầu cao hơn.

Xử lý đồ họa không tích hợp trên bo mạch chủ yêu cầu một bản mạch riêng được cắm vào bo mạch chủ. Bảng mạch card đồ họa kết nối với bo mạch chủ cùng tương tự như cách mà chúng tôi đã đề cập đến trong phần 3 bài Bộ nhớ và lưu trữ.

Để làm cho bảng mạch này trở thành card đồ họa chúng ta cần một số thứ. Thứ quan trọng nhất mà chúng ta cần ở đây đó là Graphics Processing Unit (GPU). GPU cũng rất giống với CPU của máy tính ngoại trừ rằng nó được tối ưu hóa cho các hoạt động toán học chung chung khi xử lý đồ họa. Sự tối ưu hóa này là sự khác biệt chính giữa các GPU trên thị trường hiện nay. Một thành phần khác cũng cần có ở đây là bộ nhớ. GPU sử dụng bộ nhớ này để lưu tạm thời các thông tin mà nó cần thiết để xử lý đồ họa theo cách hiệu quả nhất. Bộ nhớ này cũng có thể được sử dụng như một bộ đệm để lưu các ảnh sắp được hiển thị. Số lượng, kiểu bộ nhớ được sử dụng bởi card đồ họa là rất quan trọng.

Card đồ họa cũng cần kết nối với màn hình (monitor). Hầu hết chúng đều có RAMDAC. RAMDAC là một Digital to Analog (DAC) chuyên dụng cho RAM để kết nối với màn hình tương tự như màn hình CRT truyền thống. RAMDAC chuyển đổi các tín hiệu số thành tín hiệu tương tự. Một số card đồ họa có thể có nhiều RAMDAC, điều này làm cho nó có thể kết nối với nhiều màn hình cùng một lúc.

Hầu như các card đồ họa ngày nay đều có các khe đầu ra DVI, đây là khe đầu ra được sử dụng để kết nối với màn hình LCD, bên cạnh đó nó còn có các khe cắm đầu ra vẫn thường được sử dụng như S-Video, component video, hoặc HDMI. Các khe cắm đó rất tiện lợi nếu bạn muốn sử dụng TV như một màn hình hoặc một projector.


Hình 1: Các đầu cắm của card đồ họa (Ảnh: wikipedia)

Bạn có thể cho card đồ họa như một bo mạch chủ thứ cấp. Nó cũng có một bộ vi xử lý, bộ nhớ, đầu vào và đầu ra, BIOS, yêu cầu đến nguồn cấp (lấy từ bo mạch chủ hoặc nguồn cấp chính cho máy tính), và có hệ thống làm mát cho riêng nó. Hệ thống làm mát thường là một cánh tản nhiệt và trang bị thêm quạt như bất kỳ một hệ thống làm mát nào mà bạn đã biết.

Giống như một bo mạch chủ, card đồ họa cũng có một số chuẩn nhất định. Hai chuẩn thường được sử dụng nhất đó là các chuẩn API được gọi là Direct3d và OpenGL. Direct3d là một API thuộc quyền sở hữu của Microsoft tương thích với các hệ điều hành Windows (XBox). Còn OpenGL là một chuẩn mở, một API “cross-language, cross-platform”. Cả hai API này đều có các GPU có thể xử lý 2D/3D và cũng cho phép các chuyên gia phát triển phần mềm dễ dàng tận dụng các khả năng tiên tiến.

Anti-aliasing

Một trong những tính năng tiên tiến có trong hầu hết card đồ họa là anti-aliasing. Thuật ngữ mới này bạn có thể hiểu theo nhiều cách khác nhau ví dụ như trong xử lý tín hiệu số, anti-aliasing là một kỹ thuật tối thiểu hóa sự thay đổi (bóp méo) được biết đến như việc tạo bậc thang khi trình diễn một tín hiệu nào đó có độ phân giải cao ở độ phân giải thấp hơn. Anti-aliasing được sử dụng trong ảnh số, đồ họa máy tính và nhiều mục đích khác. Trong card đồ họa, tính năng này “làm mềm” đồ họa và làm cho ảnh giống ảnh thực hơn.

Render với dải động cao

HDR rendering là một tính năng tiên tiến khác có trong nhiều card đồ họa chất lượng. Kiểu rendering này cung cấp hai khả năng quan trọng có liên quan đến ánh sáng. Trước tiên, cả hai vùng rất sáng và và rất tối có thể gồm các phần đồ họa chi tiết, các phần này sẽ tạo ra ảnh nét hơn như bạn có thể thấy trong hình 2. Thứ hai, sự phản xạ của tia sáng có thể có độ sáng như nguồn sáng tự nhiên. Điều này làm cho ảnh trở nên thực hơn như trong hình 3.


Hình 2: So sánh giữa HDR và LDR (Ảnh: wikipedia)


Hình 3: Tia sáng phản xạ (Ảnh: wikipedia)

Texture mapping

Texture mapping là khả năng GPU có thể áp dụng các kết cấu đã tính toán trước đó, hoặc kiểu dáng cho một bề mặt. Kết cấu này sau đó được bản đồ thành bề mặt của nó. Đây chính là một bước tiên tiến vì kết cấu không phải tính toán và vẽ lại mỗi lần bề mặt được vẽ lại.

Fresnal equations

Fresnal equations mô tả sự phản xạ của tia sáng trên các bề mặt khác nhau. Card đồ họa tiên tiến có nhiều equation cung cấp cho các lập trình viên. iChat của Apple giúp sử dụng tính năng này tốt hơn. Có khả năng này nghĩa là chương trình không cần phải tiếp tục tính toán và hiển thị các vấn đề phản xạ. Ngoài ra tính năng này còn giúp cho bạn có thể giảm được năng lượng tiêu tốn.

Làm mờ (Blur)

Nhiều card đồ họa cũng có khả năng tự động làm mờ các ảnh không theo một độ sâu của trường đã được đặt trước. Điều này có nghĩa rằng các ảnh ở đằng sau và đằng trước của ảnh chính sẽ tự động được làm mờ. Làm mờ chuyển động như tên ngụ ý của nó, có thể tự động làm mờ các ảnh đang chuyển động.

Những tính năng tiên tiến này và nhiều tính năng khác nữa làm cho máy tính tạo được các hình ảnh trung thực hơn và chi tiết hơn, hoặc chúng đơn giản tăng tốc được việc render các ảnh phức tạp (giống như sự phản xạ và kết cấu). Tất cả điều đó đều làm cải thiện hiệu suất cho người dùng.

Nhiều tính năng tiên tiến khác mà chúng tôi đã mô tả trong bài viết này khá phức tạp. Chúng tôi khuyên các bạn nên tìm hiểu thêm về các khả năng này vì tất cả chúng đều khá thú vị.

Thứ Năm, 17/04/2008 11:30
51 👨 482
0 Bình luận
Sắp xếp theo