Мічурінський політехнічний технікум
Реферат по інформатиці на тему:
«Що таке мультимедійний комп'ютер?»
Виконав: студент 2 курсу групи 2ТМ
Фокін Максим Анатолійович
Мічурінськ 2002
Вступ 3
Апаратна частина мультимедійного комп'ютера 3
Центральний процесор 5
Пристрій процесора. 5
Швидкість роботи центрального процесора 6
Кристал 6
Конструктив 6
Оперативна пам'ять 7
Відеокарта 7
Пристрій і принцип роботи 8
Тривимірна графіка 9
Форм-фактор 9
Монітор 10
Монітори на електронно-променевій трубці 10
Стандарти безпеки та електроспоживання 12
Рідкокристалічні монітори 12
Жорсткий диск 13
Параметри жорстких дисків 13
Дисковод CD-ROM 13
Дисковод DVD 14
Звукова карта 15
Пристрій і принцип роботи 15
Основні характеристики 16
Клавіатура 16
Миша 17
Програмна частина мультимедійного комп'ютера 17
Операційна система 18
MCI - Media Control Interface 18
Компресійні менеджери 18
Кодеки 18
DCI - Display Control Interface 19
Прикладні мультимедійні додатки 19
Комп'ютерні ігри 19
Інші мультимедійні програми 20
Висновок 21
Додаток 22
Рекомендації щодо складу комп'ютерних систем специфікації PC99 22
Системні вимоги для комп'ютерних систем специфікації PC2001 22
Список літератури 23
Введення
Мультимедіа. Це слово, а точніше поняття, часто згадується в розмовахпро комп'ютери, про комп'ютерної периферії, при обговоренні тих чи іншихпрограмних продуктів і навіть у розмовах про такі речі, як телебаченняабо кінематограф. Так що ж таке мультимедіа? Важко дати коротку таточне визначення цього поняття. Мультимедіа - це технологія, що дозволяєоб'єднати дані, звук, анімацію та графічні зображення, переводити їхз аналогової форми в цифрову і назад. «Мультимедіа» - складне слово,що складається з двох простих: «мульти» - багато і «медіа» - носій. Такимчином, термін «мультимедіа» можна перекласти як «безліч носіїв», тоє мультимедіа увазі безліч різних способів зберігання іподання інформації (звуку, графіки, анімації і так далі).
Якщо говорити про мультимедіа як про деяку технології поданняінформації, то необхідно згадати два аспекти - апаратний і програмний.
Апаратна сторона мультимедіа може бути представлена як стандартнимизасобами (графічний адаптер, монітор, звукова карта, привід CD-ROM татак далі), так і додатковими (відеокарта з телевізійнимвходом/виходом, приводи CD-R, CD-RW, DVD та ін)
Програмна сторона мультимедіа може бути розділена на суто прикладну
(самі програми, що надають користувачеві інформацію в тому чи іншомувигляді), а також спеціалізовану, в яку входять засоби, що використовуютьсядля створення мультимедійних додатків. До цієї категорії можна віднестипрофесійні графічні редактори, редактори відеозображень,засоби для створення і редагування звукової інформації тощо
Одними з перших користувачів мультимедійних програм буликомп'ютерні ігри. Вони є найбільш поширеним програмнимпродуктом, повною мірою використовують переваги технології мультимедіа:графіка високої роздільної здатності, анімація, звукове, музичне і голосовесупроводження присутні у всіх сучасних іграх.
У книзі М. Кірмайера «Мультимедіа» мультимедіа визначена як поєднанняможливостей створення відеоефектів зі звуковими ефектами при управлінні здопомогою діалогового (інтерактивного) програмного забезпечення. Діалогозначає, що користувачеві в спілкуванні з комп'ютером відводиться найактивнішароль. Він може давати комп'ютеру свої вказівки і вимагати їх виконання. Аможе обійтися і без цього, спланувавши роботу своїх мультимедіа-додатківта поклавши їх виконання цілком на комп'ютер.
відеоефекти можуть бути представлені показом змінних комп'ютернихслайдів, мультфільмів та відеокліпи, змішанням зображень і текстів,переміщенням (скролінгом) зображень, зміною кольорів і масштабівзображення, мерехтінням і поступовим зникненням зображення і т.д. Вонизазвичай йдуть у супроводі мови і музики. Поєднання відео та аудіоеффектовзначно підвищує обсяг інформації, яка надходить від комп'ютера докористувачеві, і забезпечує ефективне і одночасне сприйняття їїдвома найважливішими органами почуттів людини - зорове сприйняття і слух.
Технологія мультимедіа міцно увійшла до повсякденного життя і успішнозастосовується в багатьох користувацьких додатках. Але для успішної роботитаких додатків має відповідати вимогам мультимедіа і самкомп'ютер. Таким чином «мультимедійний комп'ютер» - це такий комп'ютер,на якому мультимедійні додатки можуть повною мірою реалізувати всісвої можливості. Мультимедійний комп'ютер повинен уміти багато що: відображатина екрані монітора графічну і відеоінформацію, анімацію, відтворюватиз високою якістю різний звуковий супровід, музику, в ому числі із музичних компакт-дисків, і багато іншого.
Апаратна частина мультимедійного комп'ютера
У цьому розділі будуть розглянуті основні пристрої, що входять до складумультимедійного комп'ютера.
Зазвичай під набором комплектуючих, об'єднаних поняттям «мультимедійнийкомп'ютер », розуміють їх наступний склад:
. Корпус з блоком харчування
. Системна (материнська) плата
. Центральний процесор
. Оперативна пам'ять
. Відеоадаптер
. Монітор
. Накопичувач на жорстких дисках
. Клавіатура
. Миша
. Дисковод CD-ROM
. Гнучкий диск
. Звукова карта
Для російських умов додатковим обладнанням (у багатьох країнахвже вважається стандартним) є:
. Дисковод DVD
. Модем
. Телевізійний і УКВ тюнер
Не так давно корпорація Intel і Microsoft за участю інших грандівкомп'ютерної індустрії підготували специфікацію комп'ютера PC 99. Цейстандарт визначає типи систем персональних комп'ютерів, призначенихдля виконання певних функцій (див. Додаток). Розглянемо клас
«Entertainment PC» (розважальний або мультимедійний комп'ютер).
З точки зору етапів розвитку апаратної частини комп'ютера найбільшийінтерес викликають такі вимоги:
. Повна відмова від інтерфейсу шини ISA
. Всі компоненти системної (материнської) плати повинні відповідати специфікації Plug-and-Play
. Порти COM і LPT рекомендується використовувати тільки для підключення принтерів
. Інтерфейси IDE/ATA і ATAPI для зовнішніх накопичувачів підлягають заміні на
IEEE1394
. Для модемів рекомендується інтерфейс USB
. Для сканерів і інших пристроїв введення зображень рекомендується використовувати інтерфейси SCSI або IEEE1394
. Для звукових карт можливі інтерфейси USB або PCI
. Графічні адаптери допустимі тільки з інтерфейсом AGP або PCI
. Підключати мишу і клавіатуру рекомендується через інтерфейс USB або
PS/2
Вперше в специфікації відображені вимоги до вирішення та іншимпараметрами моніторів.
2 листопада 2000 була затверджена наступна редакція документа - PC 2001
(див. Додаток).
Вимоги, що наводяться в PC 2001, спрямовані на створення комп'ютерів підуправлінням Windows Me, Windows 2000 Professional, призначених дляроботи з типовими Windows-додатками. Природно, мова йде не пробазових апаратних вимоги, які висуваються операційними системами, а прооптимальних. Вперше PC 2001 не містить класичних рекомендацій --вказуються тільки мінімальні вимоги! Все те, що було з кращихспонукань рекомендовано в PC 99, або стало вимогою в PC 2001, абобезжально видалено.
Основна ідея PC 2001 - зробити стандартом де-юре вимоги ініціативи
Intel Easy PC, спрямованої на перетворення комп'ютера в нескладний, надійнийі стабільно працюючий побутовий прилад. «Лейтмотив» Easy PC - відмова від шини
ISA, швидке завантаження та інтелектуальне керування живленням. Безумовно,це далеко не повний перелік ідей Easy PC, однак він дає досить чіткеподання.
Особливість PC 2001 - відсутність жорсткого поділу ПК на класи. УЗокрема з тексту виключені згадки про Office PC, Consumer PC і
Entertainment PC, які були чітко специфікована в PC 99. Тепер все,що не є Workstation (робочою станцією) і Mobile (ноутбуком),потрапляє під категорію PC System.
У PC 2001 відбувається повна відмова від шини ISA, а також визнаютьсязастарілими її похідні - PS/2, COM, LPT, FDD. Останній пункт означає,сто 3,5-дюймові дисководи флоппі-дисків або зникнуть як клас, абоперейдуть на новий інтерфейс, найімовірніше на USB. Причому сам USB повиненеволюціонувати до рівня специфікації 2.0, де швидкість передачі данихдосягає 480 Мбіт/с.
Центральний процесор
Центральний процесор - серце і мозок комп'ютера, центральний елемент,керуючий усіма іншими компонентами, що входять до складу комп'ютера.
Саме він в більшій мірі визначає швидкість роботи комп'ютера (йогопродуктивність). Зазвичай замість «центральний процесор» кажуть просто
«Процесор», хоча в комп'ютері є і інші пристрої цього типу.
Наприклад, процесор, встановлений на відеокарті, звуковій карті і такдалі.
В IBM-сумісних комп'ютерах використовуються процесори, сумісні зсімейством х86 фірми Intel. В оригінальному IBM PC процесор
Intel 8088 з 16-розрядними регістрами. Всі старші моделі процесоріввключають в себе підмножина системи команд і архітектури нижчестоящихмоделей, забезпечуючи сумісність з раніше написаним програмнимзабезпеченням.
Пристрій процесора.
На перший погляд процесор - просто вирощений за спеціальною технологієюкристал кремнію. Однак цей кристал містить у собі безліч окремихелементів - транзисторів, які в сукупності й наділяють комп'ютерздатністю «думати».
Якщо ж подивитися на центральний процесор з «більшої висоти», можнавиділити кілька важливих складових:
. Власне процесор - «обчислювач»
. Співпроцесор (FPU) - спеціальний блок для операцій з плаваючою точкою
. Кеш-пам'ять першого рівня - невелика (кілька десятків кілобайт) надшвидка пам'ять, призначена для зберігання проміжних результатів обчислень
. Кеш-пам'ять другого рівня - ця пам'ять повільніше, зате більше
(вимірюється вже сотнями кілобайт). Вона може бути інтегрована на самому кристалі процесора, а може бути виконана у вигляді додаткового кристала.
Архітектура лінії процесорів х86 фірми Intel заснована на концепції CISC
(Complex Instruction Set Calculation) - розширеної системі командзмінної довжини, що з'явилася в 1978 році. Команди х86 можуть мати довжину від
8 до 108 біт, і процесор повинен послідовно декодувати інструкціюпісля визначення її кордонів. Тоді процесори були скалярними пристроями
(тобто могли в кожний момент часу виконувати тільки оду команду),конвеєрна обробка практично не застосовувалася (виняток становиливеликі ЕОМ). Пізніше (у 1986 році) з'явилися процесори, засновані наархітектурі RISC (Reduced Instruction Set Calculation) - скороченому наборікоманд фіксованої довжини, що була оптимізована для суперскалярні
(з можливістю виконання кількох команд одночасно) конвеєрнихобчислень.
З тих пір обидві лінії до недавніх пір розвивалися практично незалежно.
Intel з метою забезпечення сумісності не могла відмовитися від архітектури
CISC навіть у новітніх моделях процесорів х86, а фірма Apple,орієнтувалися на процесори з архітектурою RISC, не могла істотнозбільшити свою частку на ринку PC через труднощі з використанням програмдля х86 на своїх комп'ютерах. Однак в окремих модифікаціях своїхпроцесорів AMD фірмі вдалося поєднати обидві архітектури. Тобто Мікроядропроцесора працює на основі архітектури RISC, а спеціальний блокінтерпретує команди CISC для забезпечення сумісності з системою командх86.
Важливим елементом процесора є блок обробки даних з плаваючоюкрапкою (FPU - Floating Point Unit). Починаючи з моделі Intel 80486, вінвбудований в ядро процесора у всіх без винятку процесорів різнихвиробників. Від ефективності цього блоку безпосередньо залежить швидкістьроботи процесора зі складними додатками (графіка, мультимедіа,тривимірні об'єкти). Незважаючи на всі зусилля конкурентів, фірмі Intel донедавнього часу вдавалося в своїх процесорах утримувати лідерство заефективності роботи FPU. Однак з появою процесора Athlon фірми AMDположення щонайменше вирівнялося. А на багатьох тестах Athlon випереджаєвироби Intel.
Швидкість роботи центрального процесора
Тактова частота і об'єм встановленої на процесорі кеш-пам'яті єнайважливішими чинниками, що впливають на його продуктивність для всіх типівзавдань. За специфікації PC99 тактова частота процесора мультимедійногокомп'ютера повинна бути не менше 300 МГц, а в специфікації PC 2001вимоги стали ще жорсткішими і мінімальна тактова частота на 2001-2002 рікстановить 667 МГц. Мінімальний обсяг кеш-пам'яті - 128 Кб.
Є ряд спеціалізованих завдань, прискорене вирішення яких можливоза рахунок оптимізації операцій на апаратному рівні. Вперше цю проблемуспробувала вирішити Intel впровадженням технології MMX (MultiMedia Extension --мультимедійне розширення). І так чималий набір команд х86 був розширений зарахунок 57 додаткових інструкцій типу SIMD (Single Instruction - Multiple
Data - одна інструкція для багатьох даних), що дозволили распараллелітьобробку даних. Технологія MMX значно прискорила роботу процесора змультимедійними додатками. Але у нього був істотний недолік --неможливість обробки даних з плаваючою точкою. Але ж саме такіоперації характерні для додатків, що інтенсивно використовують тривимірнуграфіком.
Вперше технологія для обробки даних з плаваючою точкою булареалізована фірмою AMD в процесорі K6-2 і отримала назву 3DNow! Вонавключає в себе 21 інструкцію типу SIMD, оптимізованих для паралельноїобробки даних з плаваючою точкою.
З деяким запізненням схожу технологію під назвою SSE (Streaming
SIMD Extension) реалізувала фірма Intel в своєму процесорі Pentium III.
Фактично Intel ввела новий режим роботи процесора - паралельнуобробку інструкцій FPU і SSE.
Кристал
При виробництві процесорів використовуються так звані технологічнінорми, що означають допустиму відстань між ланцюгами на кристалі кремнію імінімально можливий розмір логічних і інших елементів. Природно, щочим менше ця відстань, тим більше елементів можна розмістити на одиниціплощі кристала або при незмінному числі елементів зробити більшекристалів з початкової кремнієвої пластини. До того ж зменшення розмірівпризводить і до зменшення потужності, що розсіюється, що дозволяє піднятиробочу частоту, на якій надійно функціонують елементи. Тому всівиробники процесорів прагнуть посилювати технологічні норми дляпідвищення продуктивності. Ще недавно стандартом вважався показник
0,35 мікрон, зараз процесори виготовляють за нормою 0,25 і 0,18 мікрон.
Лідером в технології завжди була фірма Intel, яка має можливістьвкладати великі кошти в передові розробки. Але останнім часомфірма AMD швидше освоює нові технологічні норми.
Конструктив
З «легкої руки» Intel в комп'ютерній індустрії з'явилося й поняття
«Конструктив». Це слово дуже точно передає суть такого собі споруди, внадра якого укладені процесори Intel, починаючи з Pentium II,призначені для установки в Slot 1. Там і процесорна плата, наякій розташовуються кристали власне процесора і кеш-пам'ять другогорівня, і корпус, що охоплює цю плату, і роз'єм під Slot1 або Slot 2.
Вся ця конструкція була названа SECC (Single Edge Contact Cartridge --картридж з односторонніми контактами). Слідом за Intel і фірма AMDвипустила свій процесор Athlon для установки в роз'єм Slot A. (див.малюнок)
Процесори Celeron корпусу не удостоївся через відсутність окремогокристала кеш-пам'яті.
Тому логічним виглядав наступний крок Intel - випуск Celeron вконструктиві PPGA (Plastic Pin Grid Array), тобто повернення до технології,характерною для інтерфейсу Socket 7.
Порівняно недавно з'явилися нові конструктиви: FC-PGA 370 дляпроцесорів фірми Intel і Socket A для процесорів AMD Athlon і Duron. Теє практично відбулося повернення до технологічних рішень, характернимдля Socket 7, але на іншому технологічному рівні. (див. малюнок)
Оперативна пам'ять
Як відомо, дані комп'ютер зберігає в основному на спеціальномупристрої - свій диск. І в процесі роботи бере її саме звідти. Акуди можна відслідковувати потім?
Зрозуміло, що для оперативноїроботи з даними процесору необхідна більшшвидкодіюча пам'ять, чим жорсткий диск. У принципі така пам'ять вжевбудована в сам процесор - це кеш-пам'ять. Але її обсяг надзвичайно малий, адля роботи з сучасними програмами необхідні десятки і навіть сотнімегабайт.
Для цього й потрібна комп'ютера оперативна пам'ять, що володіє високоюшвидкістю доступу і що має досить великий об'єм. Вона призначена длязберігання результатів всякого роду операцій і розрахунків. Зберігати в нійінформацію постійно неможливо, тому що при відключенні живлення всяінформація в оперативній пам'яті зникає.
Зростання необхідних обсягів оперативної пам'яті відбувається практичнобезупинно в міру розвитку технології апаратних засобів і програмнихпродуктів. Сьогодні за специфікацією PC 2001 обсяг оперативної пам'ятімультимедійного комп'ютера не повинен бути менше 64 Мб. Для комфортноїроботи в середовищі видавничих пакетів і графічних редакторів знадобитьсявже 128 Мб. Якщо ж працювати з кольором, то 256 Мб оперативної пам'яті нездадуться зайвими. Для професійної роботи зі створення тривимірнихзображень високої якості, обробки відео в реальному часі кращемати не менше 512 Мб.
Оперативна пам'ять випускається у вигляді мікросхем, зібраних у спеціальнімодулі. Стандартом сьогодні вважаються 168-контактні DIMM-модулі пам'яті типу
SDRAM, відповідні специфікації РС-133, тобто, які можуть бутивстановлені на материнські плати з частотою системної шини 133 МГц.
Максимальна пропускна здатність цих модулів пам'яті - 1066 Мб/с.
Проте все більшу популярність набувають модулі пам'яті типу DDR SDRAM
(Double Data Rate SDRAM - синхронна пам'ять з подвоєною передачею даних).
Така пам'ять забезпечує максимальну смугу пропускання тільки у випадкупередачі єдиних масивів даних. Під час роботи з розрізненими данимипродуктивність різко падає, але все одно перевершує показникизвичайної SDRAM. Пікова смуга пропускання пам'яті DDR SDRAM досягає 2100
Мб/с при частоті системної шини 133 МГц.
Відеокарта
Бурхливий розвиток та впровадження в якості стандарту де-факто графічногоінтерфейсу операційних систем, прикладних та ігрових програм сталостимулом до появи нового покоління відеоадаптерів, які прийнятоназивати «графічними прискорювачами». Зазвичай під цим поняттяммають на увазі, що багато графічні функції виконуються в самомувідеоадаптер на апаратному рівні. Так як ці функції пов'язані змалюванням графічних примітивів (ліній, дуг, кіл та інших фігур),заливанням кольором ділянок зображення, переміщенням блоків (наприклад, вікон),тобто з обробкою графіки в двох вимірах на одній площині, то такіприскорювачі отримали позначення 2D-прискорювачів.
Тривимірні (3D) прискорювачі з розряду екзотичного професійногообладнання перейшли в масовий сектор завдяки знову ж таки нових програм,перш за все ігровим, вимагала обрахунку та побудови тривимірних
(об'ємних) зображень на екрані монітора в реальному часі. Спочатку вонивипускалися у вигляді окремих плат, які займали окремий слот PCI. Зараз
2D/3D прискорювачі встановлені на самій платі відеоадаптера.
Робота з графікою - один із найважчих завдань, які доводитьсявирішувати мультимедійного комп'ютера. Складні зображення, мільйони квітів івідтінків ... Тому немає нічого дивного, що для цієї роботи припадаєвстановлювати в комп'ютер фактично друга потужний процесор. Він знаходитьсяна відеокарті і призначений для того, щоб розвантажити центральнийпроцесор при обробці графіки.
Ще кілька років тому перелік обов'язкових функцій відеокарт складавсятільки з однієї позиції - робота зі звичайною двовимірної графікою. І самевиходячи з швидкості і якості роботи в 2D-режимі вони оцінювалися.
Сьогодні ситуація змінилася: всі сучасні відеокарти здатні швидко іякісно обробляти двовимірну графіку і чекати будь-яких зрушень уцій галузі вже не варто. Однак у відеокарти з'явилися нові обов'язки.
Перша та обов'язкова для всіх сучасних відеоадаптерів - підтримкаоб'ємної, тривимірної графіки, тобто наявність 3D-прискорювача. Середдодаткових функцій - можливість прийому телевізійного сигналу
(вбудований TV-тюнер), апаратне декодування і відтворення VideoCD і
DVD-дисків, наявність TV-входа/вихода.
Пристрій і принцип роботи
Сучасна відеокарта включає в себе наступні основні компоненти:
. SVGA-ядро
. Ядро 2D-прискорювача
. Ядро обробки 3D-графіки
. Відеоядро
. Відео BIOS
. Контролер пам'яті
. Відеопам'ять
. Інтерфейс головної шини
. Інтерфейс зовнішнього порту вводу-виводу
. RAMDAC - Цифроаналоговий перетворювач з власною пам'яттю з довільним доступом.
Останній компонент відповідає за формування остаточного зображенняна моніторі, тобто перетворює результуючий цифровий потік даних,що надходять від інших елементів відеоадаптера, в рівні інтенсивності,подаються на відповідну електронну гармату (червону, зелену, синю)електронно-променевої трубки монітора.
Один з перших RAMDAC був розроблений фірмою IBM в 1985 році і забезпечуваввиведення зображення з роздільною здатністю 320х200 пікселів при колірному охопленні 8 біт. УНадалі схемотехніка RAMDAC швидко розвивалася і сьогодні стандартомвважається RAMDAC, що забезпечує дозвіл 1600х1200 пікселів при 32-бітномукольорі на частоті 75-85 Гц. Обов'язковою стала вимога підтримки режиму
Direct Color, тобто прямого доступу до елементів DAC. Це дозволяєстворювати незалежні таблиці для кожного з трьох основних кольорів і, тимсамим, компенсувати колірні спотворення, що вносяться електронної частиноюмонітора. Такий ефект редагування кольору отримав назву гамма-корекції.
Якість отримуваного зображення у вирішальній мірі залежить від такиххарактеристик RAMDAC, як його частота, розрядність, час перемикання зчорного на білий і назад, варіанти виконання (зовнішній або внутрішній).
Частота RAMDAC говорить про те, яка максимальна роздільна здатність при якійчастоті кадрової розгортки зможе підтримувати відеокарта. (див. таблицю)
Сучасними можна вважати RAMDAC з частотою не нижче 170 МГц.
| | | | |
| Дозвіл | 800х600 | 1024х768 | 1200х1024 |
| Частота | | | |
| розгортки, Гц | | | |
| 80 | 51 | 83 | 139 |
| | | | |
| 90 | 57 | 94 | 158 |
| | | | |
| 100 | 64 | 103 | 173 |
Розрядність RAMDAC говорить про те, яке колірний простір здатнийохоплювати відеоадаптер. Більшість мікросхем цього типу підтримуєуявлення 8 біт на кожен канал кольору, що забезпечує відображенняблизько 16,7 млн. кольорів. За рахунок гамма-корекції оригінал колірнепростір розширюється ще більше. Останнім часом з'явилися RAMDAC зрозрядністю 10 біт по кожному каналі кольору, що охоплюють більше мільярдаквітів.
Зазвичай не афішованих, а часто і замовчувати виробникамипараметром є Slew Rate. Це час, протягом якого електроннийпромінь гармати кінескопа монітора включається, досягає максимальної яскравості наокремому пікселі і вимикається (перемикання сигналу чорного на білий інавпаки). При встановленні параметрів монітора в режим високого дозволупри високій частоті кадрової розгортки трапляється, що не встиг повністюзгаснути промінь переводиться на наступний піксель (або не досяг необхідноїяскравості промінь перескакує далі). В результаті зображення стаєрозмазаним. Такий ефект отримав назву «замилювання» і зустрічається, нажаль, досить часто.
Тривимірна графіка
Просторова комп'ютерна графіка часто називається тривимірної, або 3D -графікою. У повсякденному житті ми практично щодня стикаємося зоб'єктами, створеними або засобами комп'ютерної 3D-графіки, або наоснові тривимірних віртуальних моделей: телевізійні заставки та реклама,спецефекти, персонажі і предмети в кінематографії і т.д.
Звичайно ж, найчастіше з об'ємною графікою стикаються користувачімультимедійних комп'ютерів. Найчастіше це комп'ютерні ігримультимедійні додатки.
Створення об'ємного, реалістичного зображення - завдання непросте.
Фактично, відеокарті доводиться виконувати декілька складних операцій. 3D -прискорювач повинен побудувати каркас кожного тривимірного об'єкта і бутиготовим у будь-який момент показати його з будь-якої точки зору (зверху, збоку,під кутом). Причому набором кількох основних видів тут не обійтися --важливо не просто показати об'єкт з чотирьох боків, але і, що найголовніше,відтворити на екрані його реальний обсяг.
Але відтворення обсягу - не найскладніше завдання. Адже навіть сама об'ємнафігура буде виглядати блідо і безбарвно, якщо не накласти на неїтекстуру. Тобто просто розфарбувати використовуючи безліч кольорових об'єктів,як би загорнути в фантик. Причому в реальному часі і досить динамічно.
І, нарешті, третя область, в якій незамінний 3D-прискорювач - ігровіспецефекти. Туман, полум'я, вибухи, відображення у воді або дзеркалі, тіні ібезліч інших.
Для роботи з тривимірною графікою зазвичай використовують спеціалізованіприкладні програмні бібліотеки. Вони дуже важливі тому, щопродуктивність і якість роботи відеокарти в чому залежить відпідтримуваних їй бібліотек.
Бібліотека OpenGL прийшла на платформу PC зі сфери графічних станцій учому завдяки грі Quake, що використала дещо спрощений їїваріант. Наявність підтримки цієї бібліотеки у відеоадаптера дужебажано, тому що багато програми оптимізовані під OpenGL.
Бібліотека Direct3D є частиною програмного інтерфейсу Microsoft
DirectX і підтримується практично всіма прискорювачами. Починаючи з шостоїверсії технологія Direct3D є за своїми можливостями гіднимконкурентом OpenGL.
Glide - власна бібліотека фірми 3Dfx, тимчасово завоювалапопулярність завдяки бурхливому поширенню прискорювачів Voodoo Graphics.
Вона слабо підтримується іншими прискорювачами і, мабуть, найближчим часомзійде зі сцени.
тривимірними прискорювачами оснащені сьогодні практично всі відеокарти,адже за вимогами специфікації PC 2001 мультимедійний комп'ютер повиненмати відеоадаптер з вбудованим 3D-прискорювачем.
Форм-фактор
На сьогоднішній день існує два формати відеокарт - PCI і AGP.
PCI - досить старий і застарілий стандарт відеокарт для комп'ютерів ,випущених до епохи Pentium II. Відеокарти, виконані в форматі PCI, вжене випускаються, проте їх ще можна зустріти на багатьох комп'ютерах.
Інтерфейс AGP значно швидше, ніж старий PCI, а головне даєможливість відеоадаптеру задіяти основну оперативну пам'ятькомп'ютера для розміщення текстур в тривимірних іграх. Відеокарти,виконані саме у форматі AGP, повинні бути встановлені на домашньомукомп'ютері за стандартом PC 2001. AGP-слот є на будь-який материнськоїплати для процесорів Pentium II і старше.
Монітор
«Найважливішою частиною ПК» можна назвати багато деталей комп'ютера. Імонітор в цьому ряду - одна з перших. Все-таки саме з його екраном миконтактуємо постійно в процесі роботи на комп'ютері. І звідси - саме домонітора пред'являються чи не найсуворіші вимоги в областіергономіки і безпеки для людини.
По-перше, монітор повинен бути максимально безпечним для здоров'ялюдини за рівнем всіляких випромінювань, а також через низку іншихпоказників.
По-друге, монітор повинен забезпечувати можливість не просто безпечною,але й комфортної роботи, надаючи в розпорядження користувачаякісне зображення.
Монітори на електронно-променевій трубці
Параметри монітора визначаються характеристиками електронно-променевоїтрубки (ЕПТ) і якістю елементів, які керують відеотракту. Причомуосновна частка відповідальності тут лежить на ЕПТ. Нерідко на основі однієїтрубки виробники випускають монітори для різних цінових категорій, лишезмінюючи їх електронну начинку. У свою чергу, параметри Кінескопні багато в чомузалежать від обраної технології виробництва. Причому складність сучаснихтехнологій виробництва Кінескопні така, що освоїти їх, а потім і продовжитидослідження можуть тільки великі виробники. Саме томувиробників власне Кінескопні в усьому світі можна перерахувати на пальцях.
Інші фірми, що випускають монітори, встановлюють на свої вироби вжеготові трубки.
Принципово конструкція ЕПТ для монітора збігається з телевізійнимкінескопом. У горловині скляної колби, дно якої вкрито шаромлюмінофора, встановлена електронна гармата, що випускає потік електронів.
Такий потік відхиляється в потрібному напрямку електромагнітним полемвідхиляючої системи і потім, проходячи через тіньову маску, встановленуперед дном колби, потрапляє на люмінофор, викликаючи його світіння.
У кольорових моніторах для формування зображення застосовують окремігармати для кожного з основних кольорів (червоний, зелений, синій), а шарлюмінофора складають з близько розташованих групами по три (так само впоєднанні червоний, зелений, синій) точок кольорового люмінофора.
Для точного попадання в задану точку люмінофора занадто широкийелектронний промінь необхідно звузити до заданих меж. Це здійснюєтьсяустановкою перед люмінофорним покриттям тіньової маски, що має отвори зрозмірами, близькими до поперечним розміром одиничною точки люмінофора. Узалежно від типу маски і характеру отворів розрізняють три основнітехнології:
. Триточкове (дельтовидні) тіньова маска
. Апертурная решітка
. Щілинна маска
Кожна з технологій має свої переваги і свої недоліки.
Триточкове тіньова маска відноситься до найбільш старим технічнимрішенням, однак вона не втратила своєї актуальності. Фізично являєсобою перфорований металевий лист, розташований перед люмінофором.
Відстань між групами сусідніх точок таке, що маскуються всепаразитні випромінювання, забезпечується попадання променя від кожної електронноїгармати у свій люмінофор. Екран (тобто дно колби і маска) такої трубки якб вирізаний з гігантської сфери для забезпечення деякої розбіжністьпроменів. Останнім часом за рахунок поліпшення відхиляють систем вдаєтьсявипускати трубки з практично плоскою поверхнею екрана. Традиційновважається, що монітори з триточкового тіньовою маскою краще відтворюютьтекст, мають високу контрастність. До недоліків відносять зниженуточність передачі кольору і меншу яскравість. Проте в сучасних моделяхтаких трубок від відомих виробників ці недоліки зведені до мінімуму.
апертурная решітка завдячує своєю появою фірмі Sony. Опції маски в
Кінескопні виконують розташовані вертикально надтонкі дротові нитки
(апертурная грати). Поперек розміщують всього дві нитки, що забезпечуютьжорсткість конструкції. Відповідно і люмінофор на дні колбирозташовується у вигляді вертикальних чергуються надтонких смужок різнихквітів. У результаті екран виходить ніби вирізаним з величезноговертикального циліндра. Особливості технології дозволяють збільшити відсотокелектронів, що потрапляють на люмінофор, і добитися кращого яскравості зображення.
Монітори з трубками на основі апертурною грати традиційно привертаютьфахівців при роботі з графікою, що вимагає яскравих і чистих кольорів. Однакдеякі професіонали вважають недоліком порівняно невисокуконтрастність та наявність двох темних смужок на екрані (тінь від поперечнихзволікань).
Останньою за часом розробки з'явилася технологія щелевой маски,просувається фірмою NEC. Під торговою маркою ChromaClear були випущені Кінескопні,в яких тіньова маска утворена поздовжніми щілинами. Сусідні тріадирядів таких щілин зміщені по вертикалі, утворюючи грати з розташуваннямелементів у шаховому порядку. По суті справи, в технології щелевой маскивдалося поєднати достоїнства попередніх конструкцій, майже позбувшисьїх недоліків. Фахівці визнають, що рішення NEC є найкращимдля всіх груп користувачів.
Традиційно кількісним виразом якості виготовлення маски ілюмінофора служить розмір так званого «зерна». Для триточкового тіньовоїмаски прийнято вимірювати відстань між двома сусідніми точками люмінофорапо діагоналі. Для апертурною і щелевой масок відстань міряють погоризонталі. Нормальним вважається сьогодні крок 0,28 мм, якіснімонітори мають крок 0,25 мм, професійні - 0,22 мм. Величина крокупомітно позначається на контрастності та чіткості зображення.
Максимальна частота вертикальної розгортки монітора може відрізнятися відмаксимальної частоти розгортки відеокарти звичайно у меншу сторону. ТеТобто, якщо відеокарта надає можливість працювати, скажімо,зроздільною здатністю 1200х1024 з частотою розгортки 100 Гц, то не обов'язково, щомонітор зможе працювати в такому відеорежимі. Нормальною робочою частотою,не втомлює очі, вважається частота 85 Гц. Монітор просто зобов'язанийзабезпечувати цю частоту кадрової розгортки в наступних режимах:
. Для 15-дюймового монітора - 800х600 і 1024х768
. Для 17-дюймового монітора - 800х600, 1024х768 і 1200х1024
Важливим елементом монітора є його електронний тракт, а ядромелектронного тракту є відеоусілітель. Смуга пропусканнявідеоусілітеля фактично визначає можливості монітора з дозволу ікадрової розгортці. Вона повинна забезпечити безперешкодне проходженнягенеруються відеокартою сигналів. Мінімально необхідну смугупропускання легко розрахувати по необхідним параметрам відеорежиму. Дляцього потрібно помножити число точок по горизонталі, число точок повертикалі і частоту кадрової розгортки, потім помножити все це на 1,3 ірозділити на мільйон. У результаті ми отримаємо необхідну смугупропускання відеоусілітеля для заданого відеорежиму в мегагерцах.
Стандарти безпеки та електроспоживання
Сучасний монітор обов'язково повинен відповідати вимогам щодомедичним, ергономічним і екологічних параметрів одного зі стандартівбезпеки - MPR II, TCO 92, TCO 95, TCO 99. Для тривалої роботи змоніторами, що не відповідають хоча б одному з цих стандартівнеобхідно використовувати захисний екран.
MPR II - базовий стандарт безпеки по випромінюванню, якому простозобов'язані відповідати сучасні монітори. З таким монітором вже непотрібен захисний екран.
ТСО 92 - стандарт безпеки, відповідність яким свідчить пропрактично повної безпеки монітора.
У стандарті ТСО 95 вперше з'явилися вимоги до ергономіки іекологічності монітора.
У стандарті ТСО 99 ці вимоги посилилися. Також у ТСО 99встановлюються найжорсткіші вимоги до якості зображення (яскравість,контрастність, мерехтіння, антибликовое покриття екрану) і енергоспоживання.
Стандарт Energy Star встановлює вимоги до електроспоживання таелектросбереженію. Монітори, що відповідають стандарту Energy Star,мають здатність переходити в режим зниженого споживання енергіїпри тривалому простої комп'ютера.
Рідкокристалічні монітори
Рідкокристалічна технологія - одна з найперспективніших сьогодні. Іось вже протягом багатьох років виробники моніторів намагалися випустити наринок моніторів для настільних комп'ютерів пристрої, створені на їїоснові.
У 1997 році справа, нарешті, зрушила з мертвої точки: на ринку з'явивсявідразу десяток моделей рідкокристалічних моніторів з діагоналлю 13,3, 14і 15 дюймів, що відповідає стандартним 14, 15 і 17-дюймовим моніторівна ЕПТ.
РК-дисплеї виготовляють за двома різними технологіями:
. Монітори з активною матрицею (TFT) - найбільш якісні і дорогі. В
TFT-моніторах застосована спеціальна система контролю квітів, при якій кожен дрібний РК-елемент екрану - піксель має свій
