Bộ điều hợp video đầu tiên là bộ chuyển đổi tín hiệu đơn giản nhất. Vài thập kỷ đã trôi qua và bộ điều hợp video, với rất nhiều chức năng khác nhau, đã phát triển thành một thiết bị hiệu suất cao.
Nó là cần thiết
Một card màn hình hiện đại và một máy tính đang hoạt động
Hướng dẫn
Bước 1
Nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổi video rất dễ hiểu bằng cách lần theo lịch sử xuất hiện của thiết bị này. Việc phát minh ra màn hình đã làm cho cuộc sống của người dùng máy tính cá nhân trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Nhưng để màn hình và đơn vị hệ thống hoạt động cùng nhau, cần có một thiết bị để chuyển đổi dữ liệu từ bộ nhớ của máy tính thành tín hiệu video cho màn hình. Card đồ họa (card màn hình, bộ điều hợp video) đã trở thành một thiết bị như vậy. Bộ điều hợp video đầu tiên không thực hiện bất kỳ phép tính nào và màu sắc của mỗi pixel trong khung hình được bộ xử lý trung tâm tính toán.
Bước 2
Tuy nhiên, các yêu cầu về độ chân thực, độ rõ nét và màu sắc của hình ảnh ngày càng tăng, điều này tạo ra tải trọng gia tăng lên bộ xử lý trung tâm. Giải pháp cho vấn đề không tải bộ xử lý là phát minh ra bộ tăng tốc đồ họa - một loại card màn hình mới có thể cung cấp các chức năng đồ họa nhất định ở cấp độ phần cứng. Có nghĩa là, họ có thể tính toán màu sắc của pixel khi con trỏ được hiển thị, khi di chuyển cửa sổ hoặc lấp đầy vùng đã chọn của hình ảnh. Do đó, bộ điều hợp video đã chịu trách nhiệm cho quá trình tạo hình ảnh. Vào những năm 90 của thế kỷ trước, một vấn đề mới xuất hiện liên quan đến khả năng tăng tốc của các engine game 3D. Để giải quyết vấn đề này, máy gia tốc 3D đã được phát minh. Các thiết bị này chỉ hoạt động cùng với bộ điều hợp video. Khi khởi chạy các ứng dụng ba chiều, các máy gia tốc 3D đã tính toán các mô hình hình ảnh 3D và chuyển đổi chúng thành các mô hình hai chiều. Dữ liệu tính toán được gửi đến bộ điều hợp video, bộ điều hợp này "hoàn thành" khung với giao diện và truyền nó đến màn hình. Trước đây, bộ điều hợp video và bộ tăng tốc 3D được kết hợp thành một thiết bị. Trên thực tế, đây là bộ điều hợp video ngày nay.
Bước 3
Thật thuận tiện để minh họa cách bộ điều hợp video hoạt động bằng cách sử dụng ví dụ về việc xây dựng khung của một ứng dụng ba chiều. Trong mô hình máy tính, bất kỳ đối tượng 3D nào cũng có nhiều hình tam giác - mặt hoặc "đa giác". Các mô hình cây bụi, tòa nhà, vũ khí và sinh vật chuyển động khác nhau chỉ là những khuôn mặt được kết hợp một cách nghệ thuật với kết cấu kéo dài trên chúng. Khi tính toán hình ảnh, bộ xử lý trung tâm truyền tọa độ của các điểm - các đỉnh của đối tượng đồ họa và kết cấu - đến bộ nhớ của card màn hình. Kết cấu sẽ bao phủ khung dây của mô hình 3D được tính toán. Phần còn lại nằm sau bộ điều hợp video.
Bước 4
Mô hình 3D chỉ là một tập hợp đơn điệu của các khuôn mặt có màu đồng nhất. Quá trình định hình khung dây của các đỉnh và kết cấu thành hình ảnh khung kết quả được gọi là đường ống đồ họa. Đầu tiên, các đỉnh đi đến bộ xử lý đỉnh, xử lý việc quay, dịch, chia tỷ lệ và xác định màu của mỗi đỉnh có tính đến ánh sáng (Transforming & Lighting). Sau đó là phép chiếu - chuyển đổi tọa độ của môi trường 3D thành hệ tọa độ hai chiều của màn hình. Tiếp theo là sự rasterization. Đây là rất nhiều thao tác với pixel hình ảnh. Các bề mặt không nhìn thấy, chẳng hạn như mặt sau của các đối tượng hình ảnh, sẽ bị loại bỏ. Đối với mỗi điểm của khung hình, khoảng cách ảo của nó từ mặt phẳng hiển thị được tính toán và thực hiện điền đầy tương ứng. Ở giai đoạn này, lựa chọn kết cấu và khử răng cưa được thực hiện.
Bước 5
Bộ điều hợp video hiện đại là thiết bị điện tử có hiệu suất tính toán khủng khiếp. Về vấn đề này, có nhiều ý kiến cho việc sử dụng thay thế bộ điều hợp video trong y học và dự báo khí tượng.
