Основные графические функции видеоадаптера

1. Прорисовка графических примитивов

Прорисовка графических примитивов активно используется при создании элементов графического интерфейса прикладных программ и операционной системы Windows. В командах прорисовки (Drawing Commands) параметры этих примитивов задаются в компактном, векторном виде, т. е. в виде координат, или векторов узловых точек, по которым легко построить всю фигуру (например, координаты вершин треугольника). При использовании команд прорисовки центральный процессор освобождается от выполнения математических расчетов, необходимых для построения упомянутых фигур (например, от решения трансцендентного уравнения при построении эллипса или дуги).

2. Перенос блоков изображения

Перенос блоков изображения выполняется при перетаскивании окон, ярлыков и других элементов графического интерфейса операционной системы и прикладных программ, при выполнении прокрутки (Scrolling) экрана, при редактировании изображений в графических редакторах. Данная функция сводится к перемещению блока битов из одной области видеопамяти в другую, поэтому часто ее обозначают Bit Bit (Bit Block Transferring).

3. Аппаратная поддержка окон

Суть аппаратной поддержки окон (Hardware Windowing) состоит в следующем. При наличии на экране нескольких раскрытых (особенно перекрывающихся) окон и использовании обычного видеоадаптера VGA каждая прикладная программа тратит много времени на то, чтобы постоянно отслеживать координаты ячеек кадрового буфера, соответствующих области " своего" окна. Естественно, это значительно замедляет работу программы. Если же используется акселератор с аппаратной поддержкой функции Hardware Windowing, то для окна каждой программы в видеопамяти выделяется отдельная область: вместо одного кадрового буфера, размеры которого определяются разрешением экрана, акселератор использует несколько " кадровых буферов, размеры которых соответствуют размерам окон соответствующих программ

4. Аппаратный курсор

Центральный процессор считывает через порт, к которому подключена мышь, координаты курсора и посылает их значения в акселератор. Тот, в свою очередь, формирует изображение курсора мыши в указанном месте экрана. При выполнении манипуляций с мышью акселератор самостоятельно переносит изображение курсора в нужное место экрана и ликвидирует " следы" его пребывания на первоначальном месте, внося в кадровый буфер необходимые изменения. Таким образом, центральный процессор освобождается от необходимости корректировать содержимое кадрового буфера видеоадаптера при перемещении указателя мыши — ему достаточно послать акселератору только новые координаты курсора.

5. Масштабирование растровых изображений

Масштабирование растровых изображений — очень часто выполняемая процедура, причем весьма трудоемкая для центрального процессора, т. к. требуется интенсивный обмен данными между CPU и видеопамятью. Такая задача возникает при изменении размеров окна программы, работе с растровыми изображениями в графических редакторах, просмотре на PC видеофильмов в полноэкранном режиме и в ряде других случаев.

Различают два вида масштабирования: дублирование (репликация) и интерполяция (фильтрация, сглаживание). Дублирование сводится к простому увеличению размера пиксела в необходимое количество раз. Оно сопровождается появлением характерных дефектов — пикселизации и алиасинга (зазубренности наклонных линий). Для сведения этих искажений к минимуму используется интерполяция. Ее суть заключается в том, что значение каждого пиксела нового, масштабированного изображения определяется как средневзвешенное значений нескольких соседних пикселов. Чем большее количество пикселов обрабатывается при интерполяции, тем лучше результат.

6. Панорамирование

Если объем видеопамяти превышает размер кадрового буфера, необходимый при данном разрешении и выбранной палитре, то прикладная программа может синтезировать изображение, размер которого (в пикселах) будет превышать размер видимой области экрана. Такая ситуация возникает, например, при использовании плоскопанельных ЖК-мониторов, рассчитанных на работу с фиксированным разрешением. В этом случае для просмотра невидимой в данный момент области экрана используется функция панорамирования (Panning), похожая на упомянутую выше прокрутку экрана. Однако панорамирование не требует выполнения операций типа BitBlt, а сводится лишь к изменению начального адреса той области видеопамяти, в которой записана видимая в данный момент часть изображения.

7. Преобразование цветового пространства

Преобразование цветового пространства используется главным образом в мультимедийных приложениях, связанных с обработкой видеоинформации.

Как известно, видеоадаптер SVGA в режимах High Color (16 бит на пиксел) и True Color (32 бита на пиксел) хранит изображение в кадровом буфере и передает его в RAMDAC в формате RGB. Однако для хранения изображения в формате RGB требуется память большого объема. Поэтому во многих приложениях, связанных с обработкой и хранением динамических изображений, использование данного формата нецелесообразно. В частности, в телевидении, цифровом видео и других областях широко используются более экономичные формы представления, основанные на замене трех сигналов основных цветов сигналами яркости и цветности. В настоящее время наиболее широко распространен формат YUV.

8. Декомпрессия сжатых видеоданных

Цифровые видеофильмы хранятся в упакованном, сжатом формате. Обычно используется метод сжатия MPEG. При воспроизведении необходимо распаковать каждый кадр изображения перед его записью в кадровый буфер видеоадаптера. Эта распаковка, или декомпрессия, может выполняться либо программно (центральным процессором), либо аппаратно (графическим ускорителем).