Назначение и принцип работы видеоадаптера

Вторым основным компонентом видеосистемы PC является видеоадаптер. Иногда его называют видеокартой.

Интерфейс между компьютером и устройством отображения было единственным назначением первых видеоадаптеров: MDA = Monochrome Display Adapter – адаптер монохромного дисплея; CGA = Color Graphics Adapter – цветной графический адаптер; HGC – Hercules Graphics Card; EGA = Enhanced Graphics Adapter – улучшенный графический адаптер; VGA = Video Gate Array – вентильная матрица для формирования видеосигнала (первоначально), позже - VGA = Video Graphics Adapter – графический адаптер, формирующий видеосигнал. Однако по мере развития PC на видеоадаптер стали возлагаться дополнительные функции: аппаратное ускорение 2D- и 3D- графики; обработка видеосигналов; приём телевизионных сигналов и мн. др.

Для решения этих задач в состав видеоадаптера начали включать дополнительные узлы, в результате чего современный видеоадаптер превратился в мощное универсальное графическое устройство.

Видеоадаптер определяет следующие характеристики видеосистемы: максимальное разрешение и частоты развёрток (совместно с монитором); максимальное количество отображаемых оттенков цветов; скорость обработки и передачи видеоинформации, определяющую производительность видеосистемы и PC в целом.

Помимо видеосигнала, видеоадаптер формирует сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации, используемые при формировании растра на экране монитора: сигналы H-Sync и V-Sync.

Функционирует видеоадаптер следующим образом. CPU формирует цифровое изображение в виде матрицы n-разрядных чисел и записывает его в видеопамять. Участок видеопамяти, отведённый для хранения цифрового образа текущего изображения (кадра), называется кадровым буфером, или фрейм-буфером (от англ. Frame Buffer – кадровый буфер). Видеоадаптер последовательно считывает содержимое ячеек кадрового буфера и формирует на выходе видеосигнал, уровень которого в каждый момент времени пропорционален значению, хранящемуся в ячейке цифрового кода соответствующего пикселя. Сканирование видеопамяти осуществляется синхронно с перемещением электронного луча по экрану ЭЛТ или переключением ключей переключения пикселями плоских мониторов. В результате яркость каждого пикселя на экране монитора оказывается пропорциональной значению соответствующей ячейки памяти видеоадаптера. По окончании просмотра ячеек, соответствующих одной строке растра, видеоадаптер формирует импульсы строчной синхронизации H-Sync, инициирующие обратный ход луча по горизонтали (для монитора на ЭЛТ) или переключение на следующую строку ячеек (для плоского монитора). По окончании сканирования кадрового буфера видеоадаптер выдаёт сигнал V-Sync, вызывающий движение луча снизу вверх (для плоских мониторов переключение на первый пиксель первой строки).

Таким образом, частоты строчной и кадровой развёртки определяются (ограничиваются) скоростью считывания содержимого видеопамяти, т.е. видеоадаптером.