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| Viki |
 Verfasst am: 01.05.2007, 15:42 Titel: Funktionsweise |
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Anmeldedatum: 01.05.2007
Beiträge: 2
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Hallo !
Ich hoffe ihr stöhnt jetzt nicht wenn ihr meine Frage lest.
Bin jetzt fast ein Jahr an einem Informatikgym und zum Einstieg muss ich für alle einen Vortrag über Grafikkarten(wer hätte das gedacht) halten.
Mein Problem: Im Internet gibt es keine anständige Erklärung wie nun eine Grafikkarte funktioniert. Ich suche jetzt schon seit 3 Tagen, ich kenne also fast alle Google - Links. Das Problem ist das alle die dazu etwas schreiben zu der "Funktionsweise" ,beschreiben eigentlich nur (Also was nun in der Karte wirklich passiert) den Aufbau und was jedes einzelne Bestandteil für eine AUfgabe hat.
Meine Bitte, kann mir jemand von euch eine gut verständliche Erklärung formulieren ? Also von Anfang,sobald der Strom durch die Karte läuft, bis zum Ende, wenn das Bild auf dem Monitor erscheint.
Ich danke euch schonmal !
Grüße, Viki |
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| administrator |
| Verfasst am: 01.05.2007, 20:55 Titel: |
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Site Admin
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Beiträge: 27
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Hi Viki,
ich habe mal eine Arbeit über Grafikkarten geschrieben, aus dem auch ein Teil der Seite entstanden ist. Die habe ich aber leider auf Arbeit. Ich schau mal was ich rausscannen kann und poste es dir dann morgen.
Gruß Robert |
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| administrator |
| Verfasst am: 03.05.2007, 15:38 Titel: |
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Site Admin
Anmeldedatum: 03.02.2007
Beiträge: 27
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Also ich nochmal:
Funktionsweise der Grafikkarte
Moderne Grafikkarten beherrschen 2 verschiedene Modi. Zum Einen den Textmodus und zum Anderen den Grafikmodus. Diese Modi können wiederum in verschiedenen Auflösungen dargestellt werden.
a) Zeichenerzeuqunq im Textmodus
Wie schon im vorherigen ersten Abschnitt erklärt, wird im Video RAM ein genaues Abbild des Bildschirms gespeichert abgelegt. Jedem dort abgebildeten Zeichen wird ein Wert von 2 Byte zugeordnet. Diese 2 Byte unterteilen sich in ein niederwertigen Byte, welches den Zeichencode enthält. und einem hochwertigen Byte, welches das Zeichenattribut enthält.
Attribute werden mit dem Signalgenerator des Grafikadapters dargestellt, so ist zum Beispiel ein blinkendes. farbliches oder mit hoher Farbintensität dargestelltes Zeichen möglich.
Das niederwertige Byte, der Zeichencode, ist durch den ASCII Code eindeutig definiert, dass heißt es können nur Zeichen dargestellt werden die auch im ASCII Code vorhanden sind. Ist es nicht vorhanden wird ein beliebiges Zeichen dargestellt für das Unbekannte dargestellt.
Da 1 Byte = 8 Bit ist es möglich 256 Zeichen darzustellen
Im Zeichen ROM ist für jedes Zeichen aus dem ASCII Code das zugehörige Pixelmuster hinterlegt. Der Zeichenrom wandelt die einzelnen Zeichencodes mit Hilfe dieser Pixelmuster in eine Reihe von Pixelbits um und übergibt diese Reiche von Zeichen an den Schieberegister. Durch den Schieberegister gelangen die Zeichen in den RAM DAC.
Der RAMDAC ( Signalgeneraton erzeugt aus: Zeichenreihe vom Schieberegister, der Attributinfo ( hochwertiges Byte) vom Video RAM, sowie den Synchronisationssignale vom CRTC ein für den Monitor verständliches Signal. Letztendlich verarbeitet der Monitor die Videosignale und man sieht das Bild. Dieses Bild wiird dann wieder im Video RAM abgelegt und der Kreislauf der Bilderzeugung beginnt von vorn.
b) Zeichenerzeuqunq im Grafikmodus
Im Grafikmodus gibt es keine Bitwerte mehr für den Zeichencode und der Attributinfo, wie im Textmodus. Die Bitwerte im Grafikmodus geben die Intensität und Farbe des zugehörigen Pixel an. Diese Pixelwerte werden direkt über den Schieberegister an den Signalgenerator der Grafikkarte übertragen. Da keine Zeichen, vielmehr Pixelmuster übertragen werden, wird der Zeichen ROM, sowie der Zeichengenerator im Grafikmodus deaktiviert. Würde man im Grafikmodus den Buchstaben "A" schreiben würde im Video RAM nicht der ASCII Code 65 für A stehen, sondern das Pixelmuster, welches ein A auf dem Bildschirm darstellt. Buchstaben Zeichenfolgen etc. stellen für den Grafikmodus kein Hindernis dar. Doch die eigentliche Stärke des Modus liegt im Grafikbereich. Damit sind vor allem freie Grafiken und KurvendarsteIlungen gemeint. Es werden im Video RAM an den geeigneten Stellen, die entsprechenden Bitmuster geschrieben und man erhält eine Kurve bzw. Bilder können so zusammengesetzt werden. Eine Gerade wird durch eine Vielzahl identischer Bitgruppen oder Bytes im Video RAM dargestellt.
Je nach Anzahl der darstellbaren Farben eines Bildpunktes vom Monitor richtet sich die Anzahl Bits und Bytes die dem Bildpunkt im Video RAM zugeordnet werden.
Monochrome Grafik 1 Bit hell oder 1 Bit dunkel
Mehrfarbige Grafik ( 256 Farben) 1 Byte / Pixel
Daran sieht man das die Größe des Video RAM 's entscheidend ist welche Auflösung und Anzahl der Farben darstellbar sind. Mit steigender Anzahl von Farben und höherer Auflösung muß der Video RAM drastisch zulegen.
Die Farbtiefe gibt an wie viel Bit benötigt werden um einen Pixel zu speichern,
Es ergibt sich daher folgende Tabelle:
Anzahl der Farben Farbtiefe
2 1 Bit
16 4 Bit
256 8 Bit
32768 15 Bit
65536 16 Bit
16,7 Mio 24 Bit
4,29 Mrd. 32 Bit
Der Speicherbedarf für den Video RAM der Grafikkarte berechnet sich aus:
horizontale Auflösung * vertikale Auflösung * Farbtiefe .
zum Beispiel 800 x 600 x 16 Bit = 960000 Kbyte ( 1 Mbyte)
Daraus ergibt sich folgende Tabelle:
Auflösun Farbtiefe benötigter Speicher
640 x 480 8 Bit 512 Kbyte
640 x 480 16 Bit 1 Mbyte
640 x 480 24 Bit 1 Mbyte
800 x 600 8 Bit 1 Mbyte
800 x 600 16 Bit 1 Mbyte
800 x 600 24 Bit 1 Mbyte
1024 x 768 8 Bit 1 Mbyte
1024 x 768 16 Bit 2 Mbyte
1024 x 768 24 Bit 4 Mbyte
1280 x 1024 8 Bit 2 Mbyte
1280 x 1024 16Bit 4 Mbyte
1280 x 1024 24 Bit 8 Mbyte
c) Renderinq
Umschreibt einen Vorgang bei dem punkt- und zeilenweise Bildberechnung erfolgen. Im Detail werden fotorealistische. 3dimensionale Abbildungen berechnet und Lichteffkete wie Schatten und Reflexionen simuliert. Rendering ist eine optische Aufwertung eines dreidimensionales CAD-Modells oder eines zweidimensionalen Pixelbildes. Zudem können beliebige Lichtquellen positioniert sowie Farben bzw. Texturen und jede Menge Effekte zugeordnet werden.
d) Mappinq
Dieser Begriff stammt aus der digitalen Filmbearbeitung. Wörtlich übersetzt bedeutet der Begriff soviel wie "Wiedergabe". Beim Mapping werden foto realistische, 3dimensionale Abbildungen erzeugt auf der Basis von vorher mit CAD Programmen erstellten gitterförmigen Strukturen und Drahtmodellen.
Entstehung des Bildes auf dem Monitor
Ein Monitor benötigt immer eine Grafikkarte, um die vom Mainboard gesendeten analogen Signale umzusetzen, welche der Monitor weiterverarbeitet. Die Voraussetzung rur ein perfektes Bild ist, dass die Grafikkarte von Bildpunkt zu Bildpunkt möglichst rasch den richtigen Spannungswert ausgibt. Dies ist Aufgabe von drei Digital-Analog-Wandlern, rur die Farbkanäle Rot, Grün und Blau. Sie sitzen entweder in einem speziellen Chip, dem bereits zuvor erklärten RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) oder sind im Grafikchip selbst integriert.
Außerdem sorgt die Grafikkarte mit ihrem Bildspeicher darur, dass das Bild stehen bleibt. Auch wenn man es nicht bemerkt, wird das Bild laufend auf den Bildschirm geschrieben. Das Bild auf dem Monitor wird aus vielen Punkten zusammengesetzt. Diese Punkte werden Pixel genannt. Die Zahl der Punkte, die Monitor und Grafikkarte darstellen können, wird mit dem Begriff "Auflösung" bezeichnet. Jeder einzelne Punkt auf dem Bildschirm belegt Speicherplatz. Je höher die Auflösung gewählt wird, desto mehr Speicher braucht die Grafikkarte. Jedoch ist auch die Bildqualität besser.
Der Monitor bildet somit also den Abschluss der Kette, die ein Bild auf seinem Weg bis zu seiner Sichtbannachung durchlaufen muss. Sieht man einmal von den Multisync-Monitoren ab. handelt es sich bei ihm im Gegensatz zur Videokarte um ein Gerät. das über keinerlei Intelligenz yerfiigt und daher auch nicht programmiert werden kann. Die im Pe-Bereich zum Einsatz kommenden Monitore sind allesamt sogenannte "raster-scan devices". bei denen der Bildschirm aus einer Vielzahl kleiner Punkte besteht. die in einem rechteckigen Raster angeordnet sind.
Beim Aufbau des Bildes tastet der Elektronenstrahl der Bildröhre jeden einzelnen Punkt ab und bringt ihn zum Leuchten. sofern er auf dem Bildschirm sichtbar sein solL In der Praxis geschieht dies indem der Elektronenstrahl über diesem Punkt angeschaltet wird und dadurch einen Phosphorpartikel auf der Bildröhre zum Aufleuchten bringt. Während bei einem monochromen Monitor ein Elektronenstrahl zum Bildschirmaufbau ausreicht. benötigt ein Farbmonitor bereits drei Elektronenstrahlen. die gleichzeitig den Bildschirm abtasten. Hier besteht ein Bildpunkt auch nicht nur aus einem. sondern aus drei Phosphorpartikeln in den Grundfarben Rot. Grün und Blau. Jeweils ein Elektronenstrahl ist hier rur eine dieser Farben zuständig. weshalb diese Monitore auch als RGB-Monitore bekannt sind. Durch die Kombination dieser drei Farben und durch eine unterschiedliche Intensität bei der Abmischung kann man alle beliebigen Farben erzeugen, sofern die Videokarte dies zulässt.
Da ein ionisiertes Phosphonteilchen aber immer nur eine sehr kurze Zeit aufleuchtet, muss der komplette Bildschirm viele Male pro Sekunde abgetastet werden, um unserem Auge die Imagination eines stehenden Bildes zu suggerieren. Bei den PC Monitoren geschieht dies Zwischen 50 und 70 mal in der Sekunde, wobei man grundsätzlich sagen kann, dass die Bildqualität in diesem Bereich proportional mit der Wiederholfrequenz steigt. weil das Bild dann ruhiger wirkt. Jeder Bildschirmaufbau beginnt dabei in der oberen linken Bildschirmecke. Von dort bewegt sich der Elektronenstrahl über die erste Rasterzeile horizontal nach rechts. Am Ende dieser Zeile springt er zurück zum Anfang der Zeile, dabei aber gleichzeitig eine Zeile nach unten. Dieser Vorgang wird als horizontaler Rücklauf bezeichnet. Nach einem solchen Rücklauf beginnt der Elektronenstrahl mit dem Autbau der nächsten Rasterzeile. Gelangt er auf diese Art und Weise an das Ende des Bildschirms, springt er wieder in die obere linke Bildschirmecke, wo unmittelbar darauf ein erneuter Bildschirmautbau beginnt. Dieser Vorgang wird als vertikaler Rücklauf bezeichnet. Monitore mit einer Vertikal frequenz bis zu ca. 60 Hz sind nicht in der Lage einen kontinuierlichen Bildautbau zu erreichen. In diesem Fall behilft man sich mit dem sog. Halbbild- bzw. Zeilensprungwrfahren (Interlaced- Verfahren). Dabei zeichnet der Monitor zunächst nur die geradzahligen und in einern zweiten Durchlauf die ungeradzahligen Zeilen auf. Dieses Verfahren macht sich allerdings durch deutliches Flimmern bemerkbar. Heute kommt ausschließlich das Non-Interlaced- Verfahren zum Einsatz.
Ich hoffe es hilft dir weiter, wir werden sicherlich das mal auf der Seite einbauen + Grafiken. Hab da noch ein paar, ich schau mal ob ich die noch posten kann. |
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| administrator |
| Verfasst am: 03.05.2007, 15:39 Titel: |
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Site Admin
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| Ach ja, durch den Scan sind einige Zeichen verkehrt. Ich habe schonmal rüberschaut und korrigiert, aber sicherlich was übersehen. |
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| Viki |
| Verfasst am: 03.05.2007, 16:05 Titel: |
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Anmeldedatum: 01.05.2007
Beiträge: 2
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Ich danke dir herzlichst das du dir extra die Mühe gemacht hast! Die Informationen sind perfekt, sowas habe ich gesucht  ! Nochmals vielen Dank !!
Liebe Grüße Viki |
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