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发信人: taizans (爱着), 信区: Hardware
标  题: 显卡篇
发信站: 荔园晨风BBS站 (Thu Jul 11 21:39:12 2002), 转信


    显示卡又叫显卡,是电脑最基本的部件之一。显示卡控制着显示器上每一个像素的
颜色及亮度,使显示器呈现出我们所能识别的图像。要是你想搞图形设计或是玩高档游
戏,那更需要一块性能比较优秀的显卡。想了解显卡吗?请看下面的文章。

    一、显示卡的构成
显示卡通常由显示芯片、显示内存、RAMDAC、VGA BIOS、VGA功能插针、VGA插头及其它
外围(贴片)元件构成。
1.显示芯片
在显示卡上我们所能见到的那枚“个头”最大的芯片(往往贴有大散热片及散热风扇)
就是显示芯片,显示芯片专门负责处理图像。通常,家用娱乐型显示卡上的显示芯片均
采用单芯片设计,而专业型显卡则通常采用多个显示芯片。
我们通常说的显示芯片的“位(bit)”指的是显示芯片支持的显示内存数据宽度,较大
的数据宽度可以使芯片在一个时钟周期内处理更多的信息。新型的显示芯片多为64位、
128位、甚至256位,而早期的显卡芯片多为32位或16位。但是,128位芯片并不一定就会
比64位芯片快两倍,因为显示卡的速度在很大程度上受所使用的显存类型以及驱动程序
的影响。
2.显示内存
显示内存(显存)也是显示卡的重要组成部分。它实际上是用来存储等待处理的图形数
据信息的。显卡使用的分辨率越高,在屏幕上显示的像素点也就越多,相应的所需显存
容量也就越大。带3D加速功能的显示卡则要求用更多的显存来存放Z-Buffer数据或材质
数据等。
3.RAMDAC
RAMDAC(数/模转换器)的作用是将显存中的数字信号转换成显示器能够识别的模拟信号
。RAMDAC的速度用“MHz”来计算,其转换速度越快,图像就越稳定,在显示器上的刷新
频率也就越高。现在厂商常常将RAMDAC整合在显示芯片中以降低成本,不过部分高档显
卡还是使用较高品质的独立RAMDAC芯片。
4.VGA BIOS
VGA BIOS是包含了显卡厂商所固化的包括显示芯片和驱动程序间的控制程序、产品标识
等信息的ROM芯片。目前的主流显卡大多采用EEPROM芯片,因此用户可通过专用程序来对
其进行改写,以改善显卡的性能。
5.VGA功能插针
VGA功能插针是显卡与外部视频设备交换数据的通道,通常用于扩展显卡的视频功能(例
如连接DVD硬解压卡等),一般并不常用。
6.VGA插座
电脑所处理的信息最终都要输出到显示器屏幕上,才能被我们看见。显卡的VGA插座就是
电脑主机与显示器之间的桥梁,负责向显示器输出相应的图像信号。
7.总线接口
显示卡需要与主板进行数据交换才能正常工作,所以就必须有与之对应的总线接口。目
前最流行的显卡总线接口为PCI和AGP两种。

    二、显卡的三项重要指标
(刷新频率、分辨率、色深)
刷新频率(单位为Hz):是RAMDAC向显示器传送信号,使其每秒刷新屏幕的次数。影响
刷新频率的因素有两个,一是显卡每秒可以产生的图像数目,二是显示器每秒能够接收
并显示的图像数目。刷新频率可以分为56~120Hz等许多档次。过低的刷新频率会使用户
感到屏幕闪烁,容易导致眼睛疲劳。刷新频率越高,屏幕的闪烁就越小,图像也就越稳
定,即使长时间使用也不容易感觉眼睛疲劳(建议使用85Hz以上的刷新频率)。
分辨率:指的是显卡在显示器上所能描绘的像素数目,分为水平行点数和垂直行点数。
比方说,如果分辨率为1024×768,那就是说这幅图像由1024个水平点和768个垂直点组
成。典型的分辨率常有640×480、800×600、1024×768、1280×1024、1600×1200或更
高。
色深:也叫颜色数,是指显卡在一定分辨率下可以同屏显示的色彩数量。每一个像素都
由红、绿、蓝三种基本颜色组成,理论上讲,当三种颜色都设定为最大值时,像素就呈
现为白色;当它们的值设定为最小时,像素就呈现为黑色。通常色深可以设定为16位、
24位、32位色。色深的位数越高,所能同屏显示的颜色就越多,相应的屏幕上所显示的
图像质量就越好。由于色深增加导致了显卡所要处理的数据量剧增,会引起显示速度或
是屏幕刷新频率的降低。

    三、举足轻重的显存
随着显示芯片的飞速发展,显存也发生着巨大的变化:从早期的DRAM直到如今流行的SD
RAM、SGRAM甚至DDR SDRAM。显存的速度直接影响着显示卡的整体性能。我们知道,显存
是用来存储显示芯片(组)所处理的图形数据信息的。显示芯片将所处理的图形数据信
息传送到显存中,随后RAMDAC从显存中读取数据并将数字信号转换为模拟信号,最后输
出到显示器屏幕。所以显存的速度以及数据传输带宽直接影响着一块显卡的速度。无论
显卡的显示芯片如何强劲,如果板载显存太慢,无法即时传送处理过的图形数据信息,
仍然无法得到理想的显示效果。
数据传输带宽指的是显存一次可以读入的数据量,它决定着一块显示卡可以支持的分辨
率、色深和刷新频率等关键指标。所以数据传输带宽是衡量显示卡性能的另一项关键参
数。
显存大体上可以分为两类:单端口显存和双端口显存。单端口显存从显示芯片读取数据
以及向RAMDAC传输数据都是经过同一个端口,数据的读写和传输无法同时进行。而双端
口显存对数据的读写和传输可以同时进行。
下面就介绍几种不同类型的显存。
SDRAM(Synchronous DRAM)
SDRAM可以在一个时钟周期内进行数据的读写,从而节省了等待时间。如今,SDRAM已经
成为显存市场上的主流产品,这主要是因为其低廉的价格和较佳的性能。较新的SDRAM显
存频率可以达到200MHz,是速度的一个飞跃。
SGRAM(Synchronous Graphics RAM)
从名称上可以看出,SGRAM 是专为显卡所设计的新型显存。它大大提高了显存的数据传
输率,为显卡性能的提高创造了条件。以前因制造成本较高,所以一般都只应用在高端
图形卡上。随着生产工艺的进步,SGRAM的价格与SDRAM的相差无几,应用也越来越广泛

DDR DRAM(Double Data Rate DRAM)
新型显卡GeForce 256广泛采用了这种名为“双数据率”的新一代显存。DDR DRAM是SDR
AM的改进型产品,采用延迟锁定环技术(Delay locked Loop)提供用于对数据进行准确
定位的数据选通信号,使数据无论是在时钟脉冲的上升沿还是下降沿都可进行传输。从
而在时钟频率不变的条件下,将数据传输率提高了一倍。
Video RAM(VRAM)
Video RAM也是专为显卡所设计的一种新型显存。Video RAM的双端口较好地解决了单端
口对显卡速度的影响。Video RAM可以在大多数时间内,当数据通过一个端口从显示芯片
传送到显存中的同时,又让另一个端口将显存中已有的数据传送到RAMDAC中,这样就避
免了数据进出时所浪费的等待时间。
WRAM(Window RAM)
WRAM是VRAM的改进型产品,与VRAM相比,WRAM的带宽要高出25%,而且重要的是WRAM的制
造工艺要比VRAM简单,所以其价格自然低于VRAM。
目前的显示卡大多数采用SDRAM作为显存,因为SDRAM技术成熟,价格低廉,性能稳定。
而SGRAM由于价格的不断下降,最近被一些名牌显示卡厂商(如ELSA等)频频采用。DDR
 DRAM由于价格较高,基本只应用于一些比较高档的显示卡中,例如GeForce 256的DDR版
本等。至于VRAM和WRAM,一般只有在专业图形卡上才看得到。

    四、常见3D术语简介
1.Polygon、Texture Mapping(多边形、材质贴图)
我们知道,舞龙灯时所用的龙,是先用一根根细竹篾扎制骨架,然后再将画有龙鳞片图
案的纸贴上去而制成的。这就像是一个3D模型。Polygon指由三个以上顶点所围成的多边
形,好比龙灯中由细竹篾构成的骨架。而材质贴图就像是龙灯表面有图案的纸。一个3D
模型是由N个Polygon(多边形)构成。如果组成这个模型的Polygon越多,那么它就越复杂
、逼真。而材质贴图越精细,该模型就越精美。理论上说,Polygon和材质贴图的数值越
高,在3D游戏场景方面就越丰富,人物或者其他物件就越逼真(在软件支持的前提下)

2.Z Buffer(Z缓冲)
对于3D画面,显示器屏幕上的每个像素都有一个深度值(Z坐标值),根据这个Z值来判
断哪些物体可见,哪些不可见。显存里必须有一部分用于存储Z缓冲信息。16位的Z缓冲
精度是最低要求,在此精度下在物体表面常有一些时现时消的阴影、光亮或条纹。专业
3D设计一般都需要32位精度的Z缓冲。
3.MIP Mapping(阶层式贴图处理)
有点类似于美术中的透视处理,在距离视点较远的3D物件就贴上较简单的材质图形,距
离较近的物件就贴上相对复杂精致的材质图形,以此方式加快3D场景的处理速度。
4.Auti-aliasing(抗锯齿)
又叫边缘柔化,在3D场景中,受分辨率的制约,物体斜边缘往往呈现出锯齿状。抗锯齿
技术利用过采样技术增强画面的分辨率,减低锯齿效果,不过这样会造成明显的速度下
降。
5.Fog Effect(雾化处理)
最常见的3D特效。在特定区域内制造低透明度的图像,模拟真实世界的远方淡雾效果,
可以增强图像远景的真实度。此外,雾化处理在某种程度上也可以遮掩3D场景过小的缺
点。
6.3D API
即3D应用程序接口,其实质是一个大的程序包,负责软硬件之间的信息沟通。软件设计
人员通过3D API在软件中实现显示卡的硬件加速功能。3D API有许多种,其应用范围、
性能等各不相同。
7.Direct3D(D3D)
由微软公司所制定的3D API(3D应用程序接口),兼容性广、支持的3D特效多,目前只
应用于游戏。D3D受到大多数的3D游戏支持,但是速度和效果并不十分理想。
8.Glide
Glide是由3dfx公司所发展出的3D API,只应用于游戏,性能稳定、速度快、画质好。但
是只有3dfx公司出品的显卡才支持,而且不支持诸如32位色渲染等特效。
9.OpenGL
OpenGL是由SGI公司(专业3D图形工作站的领袖)所开发的开放式3D API,技术成熟、稳
定,广泛应用于3D图形设计中,最近也用于游戏。

    五、显卡的选择
目前选购显示卡,主要就是挑选显示芯片。而且,一块显卡的价格也是主要由显示芯片
决定的。针对目前显示芯片的主流产品,笔者的建议如下:
如果只是进行一些文字处理、运行一些办公软件,完全没必要花冤枉钱买具有3D加速功
能的显示卡, 选块SiS 6326、Trident 9850这样的普通显卡就可以满足要求。
TNT2系列游戏速度快,支持的3D特效多,可以做一些初级的3D图形设计。缺点是DVD、V
CD等回放性能不理想。选择TNT2的朋友要注意,TNT2芯片有四种不同的产品,其中TNT2
 M64和TNT2 VANTA是面向低端用户的。
G400系列2D性能相当好,3D画质和速度也不错,也可以做一些初级的3D图形设计。但是
G400居高不下的价格是其最大的缺点。
3dfx的Voodoo 3系列,其2D、3D性能俱佳、游戏速度快、画质好、价格便宜,不过做3D
图形设计不理想,适合于游戏玩家。
ATI的Rage 128 Pro,2D性能优异,特别是DVD回放效果上好,在3D游戏中也有着不错的
表现。
至于Geforce 256和Savage2000这种产品,价格居高不下,自然是游戏发烧友的选择。
除了显示芯片外,品牌也是选购显卡时需要考虑的因素。名牌产品的稳定性和信誉自然
要好一些,不过价格也相对较贵。以下是笔者推荐的几款显示卡。
1.ASUS V3800 TVR
AGP-V3800 TVR由华硕公司生产,采用TNT2芯片,带视频输出功能,可以连接3D眼镜。视
频芯片上装有冷却风扇,除保证正常使用的稳定性以外,还保证一定的耐超频性。显存
容量为32MB,由8片7ns SGRAM组成。
2.3D Blaster RIVA TNT2 32MB AGP
3D Blaster RIVA TNT2 32MB AGP是创新公司的产品。卡上用8片SGRAM(6ns)组成32MB
的显存。8片SGRAM分装在卡的里外两面,以减小卡的尺寸。显示芯片上没装散热风扇,
因而不太适合超频。附件有手册和收录显示驱动程序、各种实用程序的CD-ROM。实用程
序中独特的Colorific和3Deeps可以用于调整画面的色彩。
3.Diamond Viper 770
Viper V770是帝盟公司的产品,在D3D和OpenGL性能上都比较强劲。16片SDRAM(6ns)分
装在卡的两面,组成32MB显存。显存默认的工作频率为166MHz,但在测试中,它轻易达
到了183MHz,是SDRAM中超频能力较好的一种。标准版的Viper 770没有配散热风扇,耐
超频性不大高。卡上有切换AGP 4x方式和AGP 2x方式的跳线。
4.Matrox Millennium
G400 MAX Millennium G400 MAX的显存选用了32MB SGRAM,RAMDAC高达360MHz。采用了
双显示接口的架构,可同时支持两个显示器,而且两个显示器可以各自采用不同的分辨
率与刷新频率。这款显卡能满足数字视频、三维游戏、平面设计等诸多方面的需要,缺
点是价格太高。
5. 3D Blaster GeForce 256
这块卡上带有32MB的SDRAM,没有TV-OUT接口,全部采用贴片元件。GeForce 256芯片上
有散热风扇,核心频率是120MHz,显存频率为166MHz。谁也不可否认的是,这是一款性
能强劲的3D图形加速卡。

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