显卡处理图像数据的过程

1、 CPU → 显卡
CPU将有关作图的指令和数据通过总线传送给显卡。对于现代显卡,由于需要传送大量的图像数据,因而显卡接口在不断改进,从最早的ISA接口到PCI、流行的AGP接口,以及正在普及的PCI-E接口,其数据吞吐能力不断增强。

2、 显卡内部图像处理
GPU根据CPU的要求,完成图像处理过程,并将最终图像数据保存在显存中。

3、 最终图像输出
对于普通显卡 ,RAMDAC从显存中读取图像数据,转换成模拟信号传送给显示器。

对于具有数字输出接口的显卡,则直接将数据传递给数字显示器。

显卡的演变

自从IBM于1981年推出第一块显卡以来,显卡已经有了很大改进。第一块显卡称为单色显示适配器(MDA),只能在黑色屏幕上显示绿色或白色文本。而现在,新型显卡的最低标准是视频图形阵列(VGA),它能显示256种颜色。通过像量子扩展图矩阵 (Quantum Extended Graphics Array, QXGA)这样的高性能标准,显卡可以在最高达2040x1536像素的分辨率下显示数百万种颜色。

在2D时代向3D时代推进的过程中,有一款不能忽略的显卡就是Trident8900/9000显卡,它第一次使显卡成为一个独立的配件出现在电脑里,而不再是集成的一块芯片。而后其推出Trident9685更是第一代3D显卡的代表。不过真正称得上开启3D显卡大门的却应该是GLINT300SX, 虽然其3D功能极其简单,但却具有里程碑的意义。

根据二进制数据生成图像是一个很费力的过程。为了生成三维图像,显卡首先要用直线创建一个线框。然后,它对图像进行光栅化处理(填充剩余的像素)。此外,显卡还需添加明暗光线、纹理和颜色。对于快节奏的游戏,电脑每秒钟必须执行此过程约60次。如果没有显卡来执行必要的计算,则电脑将无法承担如此大的工作负荷。

每一块显示卡基本上都是由“显示主芯片”,“显示缓存”(简称显存),“BIOS”,数字模拟轉换器(RAMDAC),“显卡的接口”以及卡上的电容、电阻等组成。多功能显卡还配备了视频输出以及输入,供特殊需要。随著技术的发展,目前大多数显卡都将RAMDAC集成到了主芯片了。

显卡使用五个主要部件来完成此任务:

  • 图形处理单元(GPU)
  • 显卡BIOS
  • 显示缓存(简称显存)
  • 数字模拟轉换器(RAMDAC)
  • 输出(显卡接口)

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