Tarjeta de vídeo es una interfase que se conecta a la placa base permitiendo la conversión de la señal del CPU en señal de vídeo que se podrá ver con el monitor adecuado.
Existe un tipo de tarjeta para cada monitor. (Con un monitor CGA no podrá verse nada si la tarjeta es VGA).
CLASES DE TARJETA DE VÍDEO
MDA
Nació en 1981 y se comercializó para el primer PC de IBM. Sólo podía mostrar texto.
CGA, HCG, EGA
Poco después se lanzó la CGA, provista de gráficos de cuatro colores a una resolución de 320x200
Hércules contraatacó con una tarjeta de 720x384 píxeles. Con esta resolución se podía trabajar con los programas de diseño y de CAD de aquel entonces, pero con el gran handicap de la ausencia de color.
En 1984 IBM recuperó el liderato con la tarjeta EGA, capaz de controlar 640x350 y 16 colores.
VGA, Super VGA
Con la comercialización de sus modelos PS/2, otra vez IBM marca las nuevas características de los adaptadores gráficos (en 1987) por medio de VGA (Video Graphiccs Array). Sus habilidades gráficas le permiten manejar hasta 640 x 480 puntos de la pantalla con 16 colores, además de admitir los modos gráficos anteriores. A partir de este momento, el mercado de PCs compatibles se extiende y complica enormemente, aparecen multitud de empresas que se hacen la competencia mutuamente e IBM pierde su liderazgo en el control del mercado, aunque sigue sacando nuevos adaptadores de vídeo. Así el 8514/A Graphics Adapter (1987) aumenta sus capacidades gráficas a 1024 x 768 puntos con 256 colores y el XGA (eXtended Graphics Adapter), que existe desde 1990, mejora las características del 8514/A.
Por una serie de errores en el diseño de sus últimos modelos (falta de compatibilidad con ISA, método del refresco enlazado y otros), IBM no consigue imponer sus últimos sistemas, apareciendo multitud de empresas que comercializan sus propios adaptadores, conocidos como SUPER VGA.
ExtraVGAs, VGAs ampliados o VGAs extendido, capaces de controlar 800 x 600, 1024 x 768, 10280 x 1024, 1600 x 1200 o más puntos del monitor y de manejar 256, 32.768, 65.536, ó 16,277.216 colores.
COLOR
El número de colores que una tarjeta puede mostrar en pantalla simultáneamente se denomina "paleta".
Mientras la resolución determina las coordenadas X e Y de la pantalla, la profundidad de cada pixel (dimensión Z) describe el color que contiene. El número de colores se suele referenciar después de la resolución, así, 640x480x16 significa una resolución de 640x480 y 16 colores.
Las tarjetas gráficas guardan la información correspondiente al color de cada punto de la pantalla (pixel) en su memoria, por lo tanto, mientras más colores tengamos, más memoria necesitamos.
La unidad de memoria es el bit, que tiene dos estados posibles: iluminado (on) y Apagado (off).
El número de colores que puede tener un punto en la pantalla depende de los bits que tenga asignados, pudiéndose calcular mediante la fórmula: Número de colores=2 elevado a la n, donde "n" toma el valor del número de bits que tenga asignado cada pixel.
Las combinaciones más corrientes son:
{{}}
* Las tarjetas en realidad, lo que hacen es almacenar valores de combinaciones de los colores rojo, verde azul, denominados "colores primarios" (RGB/Red, Green, Blue).
Algunas tarjetas dedican más de 24 bits a cada punto, pero no proporcionan más de 16.7 millones de colores. Los restantes bits se dedican a otras características como superposición, transferencia, rendering, etc.
CARACTERÍSTICAS
- Las VGA normales soportan 16 colores, denominándose "color de baja calidad" (low color) a sus resultados. Cuando se trabaja con 256 colores, al entorno que proporciona se le denomina "falso color" (pseudo color);
- El trabajo con 32,768 ó 65,536 colores se denomina "color de alta calidad" (Highcolor)
- Cuando se manejan 16.7 millones de colores, decimos que es "color verdadero" (true color).
PIXEL
Las tarjetas consiguen que un pixel muestre un color determinado, controlando la mezcla de los tres colores primarios que la componen. El formato que se utiliza, se define por la relación entre el rojo, el verde y el azul. Por ejemplo, el formato 15-bits/pixel se define con la relación 5:5:5, que indica que se dispone de 5 bits para cada color primario. El sistema de bits/pixeles puede ser 5:6: ó 6:6:4, y la relación 8:8:8 corresponde al método de 24 bits/pixel.
RAM-DAC
La tarjeta precisa de un elemento que sea capaz de transformar el conjunto de los bits de cada pixel, en las señales eléctricas precisas para que el monitor pueda mostrar el color correspondiente. Este componente se denomina LUTDAC (Look-Up table-digital analogic converter), encargándose el LUT o CLUT (Color Look Up table) de elegir uno de los colores de la tabla de colores disponibles y el DAC de transformarlo en una señal que pueda entender el monitor. Es muy corriente referirse a este sistema como RAM-DAC de Brooktree Corp.
PALETAS
La mayoría de las tarjetas gráficas soportan varias paletas de colores . Los programas manejan dichas paletas a través de los controladores adecuados, precisando cambiar el controlador para cambiar de paleta.
RESOLUCIÓN
Es la densidad de puntos que controla una pantalla. Mientras más puntos defina la imagen más nítida se verá. Cuando decimos que una tarjeta gráfica trabaja con una resolución determinada (por ejemplo, 1024 x 768), se refiere a la resolución máxima que puede alcanzar. Esta relación entre pixeles también tiene importancia en lo que respecta a las proporciones de las figuras. La gran memoria de las pantallas del mercado actual mantienen una relación de 4:3 entre sus medidas horizontal y vertical, independientemente de su tamaño (longitud de su diagonal),por lo tanto, si dividimos la pantalla en una cuadrícula ajustada a su resolución, la relación entre los pixeles horizontales y verticales debe ser de 4:3 si queremos conseguir "cuadritos" (como el modo VGA),o se consigue "rectangulitos" (modo HGC),y si por ejemplo, dibujamos un círculo o un rectángulo. No obstante, un buen monitor debe poseer mandos que regulen la relación H:V efectiva, para poder variar el 4:3 y conseguir la relación que precise el usuario.
CONTROLADOR
La mayoría de las tarjetas gráficas pueden controlar varias resoluciones por medio de controladores. La forma de que un programa cambie de resolución, es hacer que cambie de controlador (o en algunos casos, el modo del controlador).
Esta rejilla de punto debe ser actualizada cada cierto tiempo, tanto para refrescar la imagen como para modificar su contenido.
VELOCIDAD
Cuando utilizamos programas de gestión, el sistema de vídeo absorbe una parte del tiempo que puede andar por el 10% del total, pero cuando trabajamos en un entorno gráfico, el porcentaje aumenta como mínimo al 25%.
Trabajando en modo texto, la imagen de una pantalla puede llegar a ocupar 4Kb,pero si la pantalla contiene una imagen gráfica, su extensión oscila entre 150Kb y 250Kb.
Estos datos pueden darnos una idea de la importancia de la velocidad del sistema de vídeo cuando se le exige modos gráficos.
La velocidad de un sistema de vídeo en realidad, depende de casi todos los elementos que intervienen en el funcionamiento del programa, incluido el propio programa.
Respecto a los elementos de la tarjeta gráfica, los que más influye son: la memoria, el procesador, el tipo de conexión y los programas controladores.
LA MEMORIA
La memoria que normalmente encontramos en una tarjeta gráfica es del tipo DRAM (RAM Dinámica), que es monotarea, o sea que en un momento dado sólo puede leer o escribir datos, ya que disponen de un único puerto de comunicación. Si se encuentra enviando una imagen a la pantalla, el sistema debe esperar a que termine para poder escribir una nueva descripción de la imagen. La VRAM (RAM de Vídeo) es más veloz, ya que dispone de dos puertos de comunicaciones para permitir que pueda leer y escribir simultáneamente. El motivo de que no se use más la VRAM que la DRAM, es el de siempre, el mayor costo de la más rápida.
Las tarjetas más avanzadas soportan los dos tipos de memoria, usando la VRAM para contener mapas de imágenes y la DRAM para soportar el software subyacente a la tarjeta.
Algunas tarjetas madres tienen la tarjeta de vídeo incorporada, es decir en la misma tarjeta madre, lo que les permite apartar la parte necesaria de RAM principal según la resolución y profundidad de color elegida.
LOS PROCESADORES
Los procesadores que se incluyen en las tarjetas gráficas son de tres tipos:
- Controladores de imágenes (frame buffer)
- Coprocesadores aceleradores.
- Coprocesadores programables.
CONTROLADORES DE IMAGENES
Las placas de este tipo son las que se incorporan si no se indica lo contrario. Su forma de trabajo (dumb frame buffer),se basa en que el procesador central del computador tiene que hacer todo el trabajo de control de pantallas, como creación de la imagen, movimiento del cursor, desplazamiento de pixeles, etc.
Todo lo que hace el controlador VGA es dirigir la memoria gráfica para que sus bits contengan la imagen adecuada y salga en el monitor.
COPROCESADOR ACELERADOR
Las tarjetas que soportan un coprocesador acelerador o de funciones fijas (fixed-function coprocessor), incluyen en sus características funciones gráficas específicas grabadas en el propio chip, descargando al procesador principal de parte del trabajo. Su cometido no consiste sólo en gestionar la memoria gráfica, ya que intercepta las llamadas relacionadas con el proceso gráfico, y si puede ejecutarlas por sí mismo, realiza el cálculo sin utilizar ciclos de la CPU.
Su eficacia con Windows puede ser superior a las tarjetas basadas en coprocesadores programables. Su precio se sitúa entre los otros dos tipos. Algunos de lo más corrientes son 86Cxxx (S3),P9000 (Weitek), P2000 (Primus Technology), 82Cxxx (Chips and Technology)Mach x (ATI), 90C3x (Western Digital),ET 4000/W32 (Tseng Labs) y GD542x (Cirus Logic).
LOS COPROCESADORES GRÁFICOS PROGRAMABLES
Son capaces de ejecutar cualquier tarea, en forma similar al procesador central, dependiendo de las características del programa controlador que se instale. Suelen disponer de una memoria VRAM para manejar las imágenes y de otra DRAM para contener las instrucciones del controlador. No es raro que se acompañen de otros chips, bien para poder manejar el modo VGA, o para que les ayuden en tareas con operaciones de modelización, zooms, rotaciones, sombreados, etc.
Su precio es muy superior al de los otros dos tipos de procesadores gráficos, aunque han bajado espectacularmente de precio en los últimos años. Suelen manejar resoluciones muy altas y un número elevado de colores. Cuando no van acompañados de chips VGA, se precisa instalar otra tarjeta que permita trabajar en dicho modo. No es raro que este tipo de tarjetas se instalen en parejas, para controlar dos monitores. Lo usual es que una empresa cree el procesador (ej.: el procesador Voodoo de 3DFX), y otra distinta lo monte en la propia tarjeta gráfica.
Ejemplos de estas tarjetas son:
- Todas las que incorporen el mencionado VODOO de 3DFX.
- NVidia GeoForce256
- Riva TNT y TNT2
