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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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