Capítulo
5
Placas de vídeo
Visão geral das placas de vídeo
Esta placa está presente em todos os PCs, exceto nos que possuem placas de CPU com os circuitos de vídeo embutidos. A maioria dos PCs produzidos entre 1995 e 1998 utilizam placas de vídeo PCI, enquanto os PCs produzidos a partir de 1998, em sua maioria, utilizam placas de vídeo AGP, ou placas de CPU com vídeo embutido (onboard).
Figura 5.1
Placas de video PCI e AGP.
Figura 5.2
Conector para o monitor.
Na figura 2 vemos o conector VGA utilizado em todas as placas de vídeo atuais. Nele devemos ligar o cabo de vídeo do monitor. Este conector é
padrão tanto em placas de vídeo como nas placas de CPU com vídeo onboard.
Memória de vídeo
Trata-se de uma área de memória na qual ficam representadas as imagens que vemos na tela do monitor. Todas as placas de vídeo possuem chips de memória para esta função. Os modelos modernos possuem em geral 16 MB ou 32 MB de memória de vídeo. Modelos baratos podem apresentar quantidades de memória mais modestas, como 8 MB ou 4 MB.
PCs simples, com “video onboard”, normalmente não têm memória de vídeo própria. Eles usam para esta finalidade, uma parte da memória da placa de CPU que seria destinada ao processador.
Placas básicas e avançadas
Até alguns anos atrás, muitos dos jogos para PC utilizavam, com algumas restrições, gráficos tridimensionais. Entre essas restrições podemos citar:
Eliminação das sombras
Uso de baixa resolução (320x200 ou 320x240) Diminuição da parte móvel da figura
Eliminação de transparências, reflexão e outros efeitos luminosos Em geral, os jogos aplicam essas aproximações para permitir a geração rápida de gráficos 3D simplificados. Essas técnicas eram utilizadas nos programas que precisavam gerar imagens em 3D utilizando placas de vídeo que não tinham recursos 3D nativos. As mesmas simplificações são usadas para que programas 3D de última geração funcionem em placas 3D simples.
Figura 5.3
A figura 3 mostra imagens geradas por placas 3D de baixo e de alto desempenho. A principal diferença é a qualidade gráfica, mas existe ainda a questão da velocidade. Placas de baixo desempenho podem gerar imagens de alta qualidade, mas são muito lentas, o que torna inviável utiliza-las em programas que exijam movimentos rápidos. Para que essas placas possam gerar imagens com rapidez, é preciso reduzir a qualidade gráfica.
Resolução
Uma tela gráfica é formada por uma grande matriz de pontos, chamados de pixels (picture elements, ou seja, elementos de imagem). A figura 4 mostra uma tela com resolução de 800x600.
Figura 5.4
Tela com resolução de 800x600.
As atuais placas de vídeo podem operar com diversas resoluções, tais como:
320x200 800x600
640x200 1024x768
640x350 1280x1024 640x480 1600x1200
Quanto maior é a resolução, maior é o detalhamento da imagem. Uma imagem com resolução de 320x200 tem uma qualidade inferior à de uma com 800x600. Nota-se claramente que é formada por uma série de
quadrados. Resoluções altas são melhores, mas para usá-las é preciso ter uma boa placa de vídeo, um bom monitor e um processador veloz.
Figura 5.5
Olhando atentamente conseguimos perceber a pobreza de detalhes nas resoluções mais baixas.
Número de cores
As atuais placas Super VGA operam com elevados números de cores. Este número de cores está diretamente relacionado com o número de bits usados para representar cada pixel. A tabela abaixo descreve esta relação.
Bits por pixel Cores Bits por pixel Cores
1 2 15 32.768 2 4 16 65.536 4 16 24 16.777.216 8 256 32 16.777.216
Figura 5.6
A vantagem em operar nos modos Hi Color e True Color é uma maior fide-lidade na representação de cores. É possível representar melhor os quase 20 milhões de cores que a vista humana consegue distinguir. Na figura 6 existem trechos ampliados de duas fotos idênticas, sendo que a primeira é representada usando 24 bits (16 milhões de cores) e a segunda é represen-tada usando pixels de 8 bits (256 cores).
VGA e SVGA
As placas VGA originais, lançadas pela IBM em meados dos anos 80, ope-ravam com várias resoluções e números de cores, tais como:
320x200, com 256 cores 640x480, com 16 cores
Surgiram então as placas SVGA (Super VGA). Tratam-se de placas VGA, capazes de operar, tanto nas resoluções normais (como 320x200x256 e 640x480x16), como em resoluções mais altas, e com maior número de cores. As primeiras placas SVGA operavam com resoluções elevadas, como: 640x480x256
800x600x256 1024x768x256
As atuais placas SVGA são muito mais poderosas. Os números máximos de cores atingidos por essas placas estão descritos na tabela abaixo. São mostrados dados de placas com 1 MB, 2 MB e 4 MB de memória de vídeo.
Resolução 1 MB 2 MB 4 MB 640x480 16M 16M 16M 800x600 64k 16M 16M 1024x768 256 64k 16M 1280x1024 16 256 16M Aceleração 3D
Este recurso começou a se tornar comum em meados dos anos 90, e hoje está presente em todas as placas de vídeo, até nas mais simples. O chip principal da placa de vídeo é um processador gráfico capaz de acessar diretamente a memória de vídeo com elevada taxa de transferência. Este chip realiza sobre a memória de vídeo, as operações geométricas envolvidas na geração de gráficos 3D. A geração dessas imagens consiste no seguinte:
Figura 5.7 Imagem em wire frame (em português, “armação de arame”). Figura 5.8 Imagem resultante da aplicação de texturas sobre o wire frame.
1) O processador da placa de CPU gera uma imagem 3D formada por polígonos (figura 7). Esta imagem é chamada de wire frame.
2) A placa 3D realiza o que chamamos de renderização sobre esses polígonos. Consiste em aplicar sobre cada polígono, texturas apropriadas. As texturas são imagens bidimensionais, que ao serem aplicadas sobre os polígonos do wire frame, produzem como resultado uma imagem 3D. A
figura 8 mostra o resultado da aplicação das texturas sobre o wire frame da figura 7.
Durante a aplicação das texturas, vários efeitos são adicionados para ter mais realismo. São levados em conta níveis de iluminação, brilho, reflexão, neblina, transparência, vários métodos de filtragem, etc. Quando uma placa de vídeo 3D é simples, apenas alguns desses efeitos são suportados.
Drivers e utilitários
Todas as placas SVGA são acompanhadas de softwares especiais chamados de drivers SVGA. Esses drivers permitem que sejam utilizados os recursos da placa (suas cores e suas resoluções, e aceleração 2D e 3D) em diversos programas. Em geral, são fornecidos drivers SVGA para:
Windows 3.x
Windows 95 / 98 / ME Windows NT / 2000
Nem sempre os drivers que acompanham uma placa de vídeo são os mais atualizados. Uma placa pode ficar vários meses na prateleira até ser vendida, e na ocasião da sua instalação, o driver pode estar desatualizado. Sempre encontramos no site do fabricante da placa, os seus drivers mais atualizados. O Windows é acompanhado de drivers para centenas de modelos de placas de vídeo. São chamados de drivers nativos. Quando é feita a sua instalação, a marca e modelo da placa de vídeo são detectados e os drivers nativos são instalados. Em geral esses drivers funcionam bem, mas em caso de problemas no vídeo, uma das primeiras providências que devemos tomar é instalar um driver mais novo. Pode ser o existente no CD-ROM que acompanha a placa de vídeo. Melhor ainda é usar a última versão, disponível no site do fabricante da placa de vídeo.
APIs gráficas: Direct3D, OpenGL e Glide
API gráfica 3D é uma espécie de “linguagem” com a qual os programas comandam a placa de vídeo 3D. Atualmente as APIs gráficas mais usadas são:
a) Glide
Está presente nas placas de vídeo que utilizam os chips da 3DFx (Voodoo). b) Direct3D
Esta API foi criada pela Microsoft, e placas projetadas para Windows têm que ser compatíveis com Direct3D. A maioria dos jogos opera em Direct3D. c) OpenGL
Esta é uma API gráfica mais utilizada por programas gráficos profissionais, mas muitos jogos também a estão utilizando.
DirectX
Até aproximadamente 1997, a maioria dos jogos de ação operavam sob o MS-DOS, e não existiam bons jogos para Windows. A situação começou a mudar quando a Microsoft criou o DirectX. Com ele é possível acessar em alta velocidade a memória de vídeo, bem como ter acesso às funções 3D da placa de vídeo. O DirectX é composto de 5 grupos de funções:
a) Direct Draw
É usado para acesso direto à placa de vídeo, em modo bidimensional. b) Direct 3D
Usado para acesso direto aos recursos tridimensionais das placas de vídeo. c) Direct Sound
Usado para acesso direto ao hardware da placa de som d) Direct Input
Permite acesso direto a dispositivos de entrada, como joystick, teclado e mouse.
e) Direct Play
Usado para acesso direto ao hardware em jogos por modem, rede ou portas seriais.
Periodicamente são lançadas novas versões do DirectX, que são distribuídas pela Microsoft por diversos meios. Um desses meios de distribuição é a Internet, através do endereço http://www.microsoft.com/directx. O próprio Windows é fornecido com o DirectX, e através do recurso Windows Update, você pode obter versões mais novas através da Internet, à medida em que se tornam disponíveis.
