1.7. Средства поддержки видео на компьютере

1.7.1. Видеосистема пк

Видеосистема ПК – совокупность устройств, выполняющих следующие функции [49]:

• формирование и обработку цифрового изображения;

• преобразование цифрового изображения в видеосигналы, поступающие на устройство отображения;

• формирование изображения.

Первую функцию видеосистема выполняет вместе с центральным процессором (ЦП) ПК. Другие функции – преобразование цифровых данных в визуальные образы (текст, рисунки, фотографии, видеосюжеты и т.п.) и формирование изображения – видеосистема выполняет самостоятельно.

Основой видеосистемы и неотъемлемой частью ПК является устройство отображения (визуализации) информации – обычный монитор на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) или более современный плоскопанельный жидкокристаллический (ЖК) монитор.

Таблица 1.5

Тип материала	Требования, предъявляемые качеству сжатого материала	Рекомендуемый диапазон, Кбит/с
		MP3	WMA	OGG **	AAC	MPC **
Речь (лекции, радио трансляции), моно	разборчивость речи	8-64	< 16	≤ 45*	8-32	≤ 58*
	качественное звучание	32-64	< 32	≤ 45*	16-64	≤58*
Ненасыщенная поп-музыка, стерео	прослушивание на улице (на ходу)	96-160	64-128	64-128	96-128	96 - 128
	прослушивание на аппаратуре среднего класса	128-256	96-160	96-160	96-160	96 - 160
Симфоническая музыка, джаз, стерео	прослушивание на улице (на ходу)	128-160	96-160	96-160	96-160	96 - 160
	прослушивание на аппаратуре среднего класса	160-256	128-192	128-192	128-192	128 - 192
	прослушивание на аппаратуре высокого класса	320	≥ 320 (WMA 9)	256	≥ 256	256
Насыщенная Насыщенная электронная, рок- и другая музыка, стерео	прослушивание на улице (на ходу)	128-192	96-160	96-160	96-160	96 - 160
	прослушивание на аппаратуре среднего класса	192-320	160-320	160-256	160-256	160 - 256
	прослушивание на аппаратуре высокого класса	320	≥ 320 (WMA 9)	≥ 320	≥ 320	≥ 320

Как известно, изображение на экране ЭЛТ формируется путем последовательной прорисовки строк, образующих растр. Такой метод синтеза изображения требует подачи на ЭЛТ аналогового сигнала, описывающего изменение яркости изображения вдоль каждой строки растра. Но в ПК вся информация (в том числе и графическая) представлена в цифровом виде. Для преобразования цифровой информации в аналоговые электрические сигналы в состав видеосистемы входит специальное согласующее устройство – видеоадаптер (видеокарта, видеоплата), типовыми элементами которого являются: графический контроллер, видеопамять, ROM Video BIOS, тактовый генератор, интерфейс с шиной ввода-вывода.

В зависимости от назначения ПК в состав видеосистемы могут входить и другие аппаратные средства, предназначенные для улучшения ее работы или обеспечения новых функциональных возможностей. Как правило, эти устройства являются дополнительными, причем спектр их конструктивных решений чрезвычайно широк. Они могут быть выполнены в виде отдельных функциональных элементов (карт расширения) или быть встроенными в видеоадаптер, превращая его в мощную универсальную графическую плату.

Особенностями видеосистемы ПК являются:

• необходимость учета физиологических особенностей (зрения) человека. Качество формируемого изображения и комфортные условия работы оператора – важнейшие критерии качества ММ ПК;

• интенсивный обмен информацией между видеоадаптером и ЦП ПК. Для представления изображения в цифровом виде необходим очень большой массив данных. Время пересылки этих данных не должно превышать период кадровой развертки монитора. Если пропускная способность шины ввода/вывода не позволяет это сделать, производительность ПК снижается. Для решения этой проблемы предназначены специализированные высокоскоростные локальные шины PCI (32-разрядная, 132 Мбайт/с) и «порт ускоренной графики» (Accelerated Graphics Port, AGP) (64-разрядная, до 500 Мбайт/с);

• высокая загруженность ЦП. Синтез цифрового изображения и пересылка его в видеоадаптер приводят к высокой загруженности ЦП. Для ее снижения в состав современных видеоадаптеров включают отдельный графический процессор, обеспечивающий аппаратное выполнение большинства функций построения изображения;

• необходимость высококачественного программного обеспечения. Для работы каждого видеоадаптера требуется специальное ПО или драйвер.

Наличие отмеченных факторов свидетельствует об огромной роли видеосистемы как составной части ММ ПК [49].

В последние 7-10 лет стала популярной компьютерная обработка изображений, начался очередной бум ММ, связанный с цифровой обработкой видеосигнала на ПК. Видеосистема ПК стала дополняться новыми компонентами, потребовались устройства, выполняющие компрессию и декомпрессию цифрового видеосигнала, преобразование сигнала из одной цветовой модели в другую и многое иное [49].

Первоначально эти новые задачи решались отдельными устройствами, подключаемыми к шине ввода/вывода. Однако в настоящее время большинство из них решается самим видеоадаптером, в состав которого входят соответствующие необходимые элементы. Чтобы разгрузить ЦП, ряд задач построения изображения (заполнения кадрового буфера) решили возложить на специализированный набор микросхем (chipset) видеоадаптера, получивший название графического ускорителя (акселератора). В результате видеоадаптер ММ ПК из сравнительно простого и пассивного устройства превратился в миниатюрный, но весьма мощный графический вычислитель (рис.1.40).

Одной из последних тенденций развития видеосистемы ПК явилось построение объемных 3D-изображений. Появились ускорители трехмерной графики (3D-акселераторы), специальные устройства стереоотображения трехмерных изображений и целый ряд других аппаратных средств.

Рис.1.40. Видеоадаптер ММ ПК (виды с двух сторон карты)