Controladora de vídeo

La controladora de vídeo és un dispositiu de sortida per adaptar la imatge digital emmagatzemada a la RAM al senyal analògic (VGA) o digital (DVI) del monitor.

Més concretament, les tasques d'una controladora gràfica són bàsicament 2:

• Transformar la informació gràfica de la VRAM al format analògic de sortida.
• Alliberar la CPU dels càlculs relacionats amb l'entorn gràfic: Acceleració 2D i 3D.

Arquitectura del controlador

Per dur a terme aquestes tasques la targeta necessita:

• E/S: per comunicar-nos amb la CPU ens caldrà un adaptador d'entrada/sortida que gestioni el diàleg amb el bus PCI-e o AGP. Aquest mòdul introduïrà les dades que subministri la CPU i les col·locarà a la VRAM.
• VRAM: Vídeo RAM, és ràpida i té doble port per ser accedida simultàniament pel microprocessador i el RAMDAC.
• RAMDAC: RAM Digital to Analog Converter. Dispositiu encarregat de recollir les dades de la RAM i generar un senyal analògic interpretable per un monitor CRT. La sortida del RAMDAC serà una VGA o S-VIDEO, ambdúes analògiques..
• GPU: Graphics Processing Unit. És un microprocessador encarregat de les tasques gràfiques (2D o 3D). És molt especialitzat en aquestes tasques i pot arribar a ser molt potent, utilitzant arquitectures de 256 bits que poden ser més adequades al processament gràfic.

ArquitecturaTargetaDeVideo.gif

Paràmetres del controlador

• Resolució: nombre de píxels d'amplada i alçada. Els modes estàndard (per a la relació d'aspecte 4:3) son:
  • 640x400 (VGA: Vídeo Graphics Array)
  • 800x600 (SVGA: Super VGA)
  • 1024x768 (XGA: eXtended Graphics Array)
  • etc.
• Profunditat de color: nombre de bytes dedicats a especificar el color de cada píxel. Podem tenir:
  • 1 Byte: només 256 colors (resultat pobre)
  • 2 Bytes (16 bits): 65.536 colors (millors resultats però encara millorables a la vista humana).
  • 4 bytes (només s'aprofiten 24 bits per la tricomía): 12,7 milions de colors (resultat òptim per les capacitats de la vista humana, més enllà d'aquesta profunditat l'ull detecta molt poca millora).

Tricomía (R,G,B)

Ens basem en la tricomía per representar la paleta de colors possibles. Amb els tres colors primaris (vermell, verd i blau) podem generar la resta de colors. Els secundaris són:

• Cyan (verd + blau)
• Magenta (blau + vermell)
• Groc (vermell + verd)

És degut a que utilitzem només 3 colors que es fa difícil aprofitar el 4t byte dels 32 bits. S'utilitza un byte per cada color primari, és a dir 24 bits, deixant el darrer desocupat.

Connectors

Interfícies analògiques:

• VGA: tipus D-sub de 15 pins (en 3 files). Comunicació sèrie en components RGB.
• S-VIDEO: connector DIN rodó amb senyal Super VHS (Video Home System), és a dir, una versió millorada del vídeo analògic domèstic. Encara s'utilitza per connectar-se a projectors i televisions CRT (Cathodic Ray Tube o tub de raigs catòdics).
• Senyal en components: alguns monitors i sistemes poden utilitzar interfícies amb components (RGB o YPbPr) amb 3 connectors separats. És una connexió analògica utilitzada abans per sistemes amb més qualitat.

Interfícies digitals:

• DVI: Digital Video Interface, dissenyat pel consorci DDWG (Digital Display Working Group) per dispositius d'alta qualitat. Parcialment compatible amb el HDMI però sense àudio.
• HDMI: High Definition Multimedia Interface, més comú en televisions i aparells audiovisuals. És parcialment compatible amb DVI, però amb l'àudio.