Bài giảng Card màn hình

 3,4,5,6 lần lượt là R,G,B và IntensityEGA (Enhanced Graphics Adapter – 1984)Khả năng tương thích ngược cao  giả lập các chế độ hiển thị CGA và MDA trên monitor thích hợp.Chế độ hiển thị cao hơn : 320x200 , 640x200 và 640x350 với 16 màu.Cần nhiều bộ nhớ hiển thị hơn 128KB RAM (đôi khi lên đến 256KB RAM).Các TTL được dùng để cung cấp các dữ liệu màu chính : số 3,4,5 – primary R,G,BBổ sung 1 bộ các tín hiệu màu phụ hay tín hiệu cường độ màu (secondary color signal or color intensity) : số 2,6,7 – R,G,B intensitySố 8,9 : H.Syn và V.SynPGA (Professional Graphics Adapter – 1984)Mang lại khả năng hiển thị có tính đột phá : 640x480x256.Tính năng quay 3 chiều (three – dimensional rotation) và cắt xén hình ảnh (graphic clipping) được tích hợp dưới dạng 1 chức năng phần cứng.Có khả năng cập nhật nội dung hiển thị ở tốc độ 60 fps.Đắt tiền. Chỉ phục vụ cho nghiệp vu chuyên môn.Trong thực tế, đòi hỏi phải có nhiều board mạch mở rộng để kết hợp  không gian bên trong máy bị hạn chế  không được chấp nhận.MCGA (Multi-Color Graphics Array – 1987)Lúc đầu được tích hợp và bo mạch chính của các máy PS/2-25 và PS/2-30 của IBM.Hổ trợ tất cả các độ phân giải của CGA và cung cấp thêm nhiều độ phân giải khác – kể cả 320x200x256 dành cho chơi game.Là hệ thống hiển thị đầu tiên sử dụng các tín hiệu màu analog (thay vì TTL).Cần phải có tín hiệu analog để để MCGA tạo ra 256 màu mà chỉ dùng 3 đường tín hiệu màu chính.Sử dụng đầu nối D-tpye , 15pin nhỏ và mật độ chân cao (high-density)156101115VGA/MCGA(General analog)RedGreenBlueGroundGroundRed groundGreen groundBlue groundN/AGroundGroundN/AH.synV.synN/ASự khác biệt giữa đầu nối analog với TTL là sử dụng đường ground cho mỗi màu.Hai đầu signal cable của monitor đều có bộ phận để lọc nhiễu.VGA (Video Graphics Array – 1987)Phát hành cùng với MCGA.Đảm nhận mọi chế độ hiển thị mà MCGA có.MCGA là phiên bản thu nhỏ của VGA.C/cấp chế độ hiện thị 640x480x16 là giới hạn thấp nhất cho các hệ thống hiển thị để thực hiện “Safe mode” trong Win9x.C/cấp khả năng tương thích ngược với tất cả các chế độ hiển thị thấp hơn.SVGA (Super VGA)Là 1 dạng mở rộng của VGA.Không có tiêu chuẩn nào cho việc thiết kế 1 card SVGA (mỗi nhà sản xuất thiết kế card độ phân giải cũng như độ sâu màu khác nhau).Video driver : là chương trình điều khiển thiết bị cho phép các chương trình ứng dụng làm việc được với card SVGA.Được viết bởi nhà sản xuất.Win9x tận dụng được lợi thế của video driver hơn là DOS.Các card gia tốc hiển thịNguyên lý của card gia tốc hiển thị.Tích hợp năng lực xử lý lên ngay chính card màn hình (phân công việc xử lý cho các đồ họa cho các thành phần xử lý tại chổ.Phương pháp gia tốc với chức năng cố định (fixed – function accerleration) : giảm nhẹ tải trên CPU bằng các cung cấp cho card khả năng yểm trợ đ/v 1 số chức năng cụ thể nào đó như line – draw, bit-bit.Card gia tốc đồ họa (ASIC – Application Specific IC) : tiếp nhận các tác vụ đồ họa rồi xử lý chúng mà không cần sự can thiệp của CPU.Bộ đồng xử lý đồ họa (GPU : Graphics co-processor) là loại ASIC gia tốc hiển thị tinh vi phức tạp nhất. Đóng vai trò như 1 CPU, chuyên đảm trách xử lý những data về hình ảnh.VRAMGraphicsAccerleratorOrCo-processorVideoBIOSROMRAMDACPCI bus interfaceConnect tomonitorSơ đồ khối của card gia tốc đồ họaThành phần chính của card gia tốc đồ họa này là IC đồ họa (hoặc chipset hiển thị), kết nối thẳng với bus mở rộng của máy (PCI or AGP).Các lệnh và dữ liệu đồ họa được chuyển đổi ra thành những dữ liệu điểm ảnh, được lưu trữ tạm thời trong VRAM.VRAM cung cấp 1 bus dữ liệu thứ hai đi thẳng tới chip RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter).IC đồ họa chỉ đạo hoạt động của RAMDAC và đảm bảo rằng dữ liệu trong VRAM luôn sẳn sàng để RAMDAC sử dụng.Sau đó RAMDAC chuyển đổi dữ liệu hiển thị trong VRAM thành các tín hiệu analog R,G,B cùng với tín hiệu H.Sync và V.Sync qua D-type đến monitor.Các yếu tố quyết định card gia tốc hiển thị : là sự kết hợp giữa 5 yếu tố chính :IC gia tốc hiển thị (chipset đồ họa)RAM hiển thị.Các driver hoặc BIOS hiển thịRAMDACKiến trúc của bus mở rộng.IC gia tốc hiển thị (chipset đồ họa)Thành phần cốt lõi của card gia tốc hiển thị.Loại IC (bộ gia tốc với chức năng cố định, bộ gia tốc đồ họa hay bộ đồng xử lý đồ họa) quyết định phần lớn những khả năng của card.Nếu tất cả các yếu tố khác đều giống nhau thì card có bộ gia tốc đồ họa chắc chắn sẽ có hiệu năng tốt hơn card chỉ có bộ gia tốc với chức năng cố định.Các IC cung cấp bus dữ liệu 32bit (ngày nay là 64bit hay 128bit) và duy trì truyền được dữ liệu rất cao.RAM hiển thịCard hiển thị nhờ cậy RAM hiển thị lưu giữ những dữ liệu hình ảnh cần hiển thị và card gia tốc hiển thị cũng vậy.Lượng RAM hiển thị thường dao động từ 4MB-256MB.Điều quan trọng nhất ở đây là tốc độ RAM. Bộ nhớ nhanh sẽ có khả năng đọc và ghi dữ liệu hình ảnh nhanh hơn.Sự ra đời của VRAM (tức là chip nhớ có 2bus dữ liệu riêng – có khả năng đọc và ghi vào 1 cách đồng thời) được xem là tốt hơn so với DRAM và EDO RAM.VRAM ngày nay đã lạc hậu. Hiện được sử dụng nhiều bởi SGRAM (Synchronouns Graphics DRAM) hay DDR RAM (Double – Data Rate SDRAM).BIOS và các driver hiển thịĐóng vai trò quan trọng trong hiệu năng của card gia tốc hiển thị.BIOS hiển thị là phần dẻo (firmware) : chứa các chương trình cho phép card gia tốc tương tác với các phân mềm ứng dụng DOS.Driver hiển thị có những ưu thế thuyết phục hơn. Win9X làm việc ổn định với các driver ấy (không cần BIOS hiển thị).Luôn update driver từ những nhà sản xuất card màn hình sẽ giúp hệ thống luôn luôn tốt hơn.RAMDACMàu sắc của mỗi điểm ảnh phải được phân chia ra các level R,G,B thành phần và các mức đó phải được chuyển đổi ra thành những đại lượng analog tương ứng  đó là nhiệm vụ của bộ chuyển đổi số ra tương tự (DAC converter).Mỗi card hiển thị màu chỉ sử dụng 1 bảng màu (palette), được sinh ra từ 3 màu chính và được lưu trên thanh ghi .Trong chế độ hiển thị bảng màu lớn (64K màu  32 triệu màu)  sử dụng RAM  card tích hợp 1 chíp RAMDAC (truy cập nhanh hơn để rời ra).RAM trên chip RAMDAC dùng để chứa thông tin bảng màu chứ không chứa dữ liệu hình ảnh cần hiển thị.DirectXLà thành phần cốt lõi trong việc hổ trợ đồ họa, âm thanh và tương tác yểm trợ multimedia (game và film MPEG ).Các thành phần của DirectX : là 1 tập hợp đa dạng các hàm giao tiếp lập trình ứng dụng (Application Programming Interface : API) của Windows. Được chia ra làm 3 tầng : Tầng nền tảng ( Foundation layer)Tầng phương tiện (Media layer)Tầng thành phần (Components layer)Tầng nền tảng (Foundation layer) :Là thành phần cốt lõi của directX.Gồm 1 tập hợp các API cấp thấp tạo nên cơ sở cho tất cả những hoạt động multimedia hiệu năng cao trong Win9X.Các API cung cấp khả năng truy cập trực tiếp vào phần cứng của gia tốc hiển thị : như chip đồ họa 3DSử dụng các API sau đây :DirectDraw : Cung cấp khả năng quản lý “bề mặt” đồ họa.Direct3D (Immediate mode : chế độ cấp tốc) : C/c những tính năng 3D cấp thấp được dùng chung với DirecDraw.DirectInput : Yểm trợ 1 tập hợp phong phú các thiết bị nhập (dùng cho việc chơi game (gamepad, joystick)DirectSound : Cung cấp những hiệu ứng âm thanh và bộ trộn tiếng.Direct3D : C/c các hiệu ứng âm thanh 3D từ những dạng loa stereo.Tầng phương tiện (Media layer)Bao gồm các API cấp ứng dụng, tận dụng các dịch vụ cấp hệ thống mà tầng nền tảng cung cấp.Các dịch vụ cấp phương tiện có tính độc lập với thiết bị (device independent) và bao gồm những tính năng như : Làm hoạt hình (animation)Mô phỏng kiểu cách hành xử của 1 hệ thống (behavior modeling)Làm hình ảnh xuất hiện liên tục trơn tru và lưu loát (video streaming)Tầng phương tiện bao gồm 5 API sau đây :Direct3D (Retained mode : chế độ lâu dài) : cung cấp 1 tập hợp các tính năng để biểu diễn quang cảnh 3D.DirectPlay : Yểm trợ việc chơi game nhiều người qua mạng.DirectShow : Đảm trách các hoạt động và tính năng kiểu phim đèn chiếu (slide-show)DirectAnimation : Cung cấp khả năng làm hoạt hình.DirectModel : Cung cấp khả năng mô phỏng 3D.Tầng thành phần (Components layer)Là mức trên cùng của hệ thống cấp bậc DirectX.Nhóm các dịch vụ dành cho tầng này có thể gọi đến tất cả các tính năng có trong 2 tầng kia.Tầng thành phần bao gồm :NetMeeting : để nhiều người làm việc cộng tác theo nhóm qua mạng máy tính (white-board)ActiveMovie : bộ các công cụ dùng để play Mpeg (full screen) và play các dạng thức audio và film.NetShow : Cho phép broadcast trực tiếp nội dung multimedia qua internet, cùng với việc mô phỏng các thế giới 3D của VRML – Ngôn ngữ mô phỏng thực tại ảo.keyboardMouse, modem & other serials devicePrinter, parallel port, scaner, driverKBDFloppyCom 2Com 1LPT 1Internal controllersISA adaptersSound Blaster sound boardOther 16bit adaptersUltra DMA hdd, Zip & other deviceCDROM drives & recordersGraphics adapterNetwork cardOther 32bit adapterSCSI controllerHarddisk, other drives, scannerHigh performance drivesEIDE controllerPCI adaptersFirewire controllerAGP slotGraphics adapterUSB units & hubsKeyboardScannerDigital cameraISAPCIAGPUSB