Khi công nghệ video đầu tiên được giới thiệu, nó đều dựa trên truyền hình. Tuy vậy một sự khác biệt tồn tại giữa các tín hiện được sử dụng bởi truyền hình và bởi màn hình máy tính. Tại Mỹ năm 1953, National Television System Committee (NTSC) thành lập các tiêu chuẩn TV màu. Một số quốc gia khác, như là Japan, theo tiêu chuẩn này. Nhiều quốc gia ở Châu Âu, phát triển nhiều tiêu chuẩn tinh vi, bao gồm Phase Alternate Line (PAL) và Sequential Couleur Avec Memorire (SECAM). Bảng 12.12 thể hiện các khác biệt trong số những tiêu chuẩn.
Field = ½ (0.5 frame)
1.England, Holland và West Germany.
2.Đa dạng tiêu chuẩn HDTV analog và dạng số được giới thiệu trên thế giới, bắt đầu là Pháp năm 1948 (SECAM 755i, một phiên bản analogue hiện nay không còn nữa): Analog MUSE 1035i của Nhật là hệ thống cũ nhất (1979 –hiện nay). Các tiêu chuẩn analogue và dạng số khác nhau.
3.VGA trên cơ sở nhiều dòng và sử dụng các ảnh điểm (480) đối với các dòng genlocking được dùng để khóa các ảnh điểm vào dòng và động bộ hóa máy tính với các tiêu chuẩn TV.
Một thiết bị điều hợp đầu ra video cho phép hiển thị màn hình máy tính trên bộ TV hay thu vào băng video cho sự phân bổ dễ dàng. Những sản phẩm này rơi vào hai phạm trù: những sản phẩm với genlocking (cho phép bo mạch chủ đồng bộ hóa tín hiệu từ nhiều nguồn video hay video với đồ hạo máy tính) và những cái khác không có genclocking. Genlicking cung cấp sự ổn định tín hiệu cần thiết để thu được những kết quả tốt khi thu vào băng, nhưng không cần thiết dùng cho truyền hình như màn hình video.
Bộ chuyển đổi Video hiện điện như một hộp chứa bo mạch phát triển bên trong, mang đi được đủ để sử dụng với máy tính xách tay cho các trình chiếu trên đường, phổ biến ngày nay cổng TV xuất ở đằng sau video card dùng chipset của NVIDIA, ATI và những cái khác. Hầu hết bộ chuyển đổi đều hỗ trợ tiêu chuẩn định dạng truyền hình NTSC và cũng có thể hỗ trợ định dạng European PAL. Độ phân giải những thiết bị này hiển thị trên bộ TV hay thu vào bằng video thường bị hạn chế độ phân giải VGA (640x480) hay SVGA (800x600).
Để kết nối máy tính với màn hình HDTV, chọn dùng tín hiệu kỹ thuật số qua kết nối DVI, HDMI hay Displayport. Nếu thiết bị điều hợp video chỉ có đầu ra analog VGA, bạn sẽ cần nâng cấp một thiết bị điều hợp video có đầu ra kỹ thuật số DVI, HDMI hay DisplayPort. Do hầu hết HDTV dùng HDMI, nếu video card có Dvi hay displayPort, bạn nên dùng thiết bị điều hợp DVI-to-HDMI hay DisplayPort-to-HDMI. Nếu cần hỗ trợ HDCP để xem nội dung HD chất lượng cao, hãy chắc màn hình và card hỗ trợ HDCP. Mặt khác là bạn không thể xem chương trình hay chương trình được hiển thị ở độ phân giải bị làm giảm.
Bộ tăng tốc đồ họa 3D
Từ cuối thập niên 1990, sự tăng tốc 3D – đã có một thời bị hạn chế đối với card thêm vào ngoại lại được thiết kế cho những game thủ - đã trở thành quen thuộc tỏng thế giới vi tính. Với sự giới thiệu Aero máy để bàn trong hệ điều hành Windows Vista và mới hơn, hình ảnh 3D được vận dụng trong giao diện người dùng, tham gia những ứng dụng 3D hoàn toàn chuyển động khác như là các trò chơi thể thao, người bắn đầu tiên (first –person shooter), chiến đầu theo đội, lái xe và nhiều loại trò chơi trên máy tính khác. Do các chipset tích hợp giá thấp cung cấp một số hỗ trợ 3D, gần như bất kỳ máy tính mới đây đều có khả năng thưởng thức ánh sáng, vẽ phối cảnh, kết cấu và các hiệu ứng chương trình 3D.
Ghi chú:
Ở mức độ tối thiểu, cho phép giao diện Windows Aero trong Vista và mới hơn yêu cầu phần cứng đồ họa hỗ trợ DirectX7.
Tuy nhiên, để thực hiện chức năng tối da, phần cứng đồ họa hỗ trợ DirectX9 hay lớn hơn được yêu cầu. Các chương trình trò chơi hiện nay yêu cầu DirectX 10, không dành cho Windows XP và phiên bản cũ.
Bộ tăng tốc 3D vận hành như thế nào
Để xây dựng một chuỗi 3D sinh động, máy tính về tính toán có thể làm động trình tự giữa các khung khóa. Một khung khóa nhận biết một điểm cụ thể. Ví dụ một quả bóng này có ba khung khóa: lên, xuống và lên. Dùng những khung này như các điểm liên quan, máy tính tạo ra tất cả hình ảnh tạm thời giữa đầu và đáy. Điều này tạo ra hiệu ứng của quả bóng này mượt mà.
Sau khi tạo ra chuỗi cơ bản, hệ thống kế tiếp trau chuốt vẻ ngoài của hình ảnh bằng cách đổ màu sắc vào. Phương pháp cơ bản nhất và ít hiệu quả nhất được gọi là flat shading, trong đó một hình dạng chỉ được đổ đầy màu sắc. Gouraud shading, một kỹ thuật khá hiệu quả hơn một chút, liên quan việc gán các màu sắc đến các điểm cụ thể trong hình dạng. Điểm này kế tiếp được ghép bằng cách dùng gradient mịn giữa các màu sắc.
Một loại đồ đầy xử lý chuyên sâu (và nhiều hiệu quả) được gọi là texture mapping). Ứng dụng 3D bao gồm các mẫu – hay các kết cấu – trong hình dạng những bitmap nhỏ lát vào những hình dạng của hình ảnh, giống như bạn lát bitmap nhỏ để hình thành giấy dán tường cho Windows máy để bàn. Sự khác biệt chính là ứng dụng 3D có thể sửa đổi vẻ ngoài của mỗi miếng lợp bằng cách áp dụng vẽ phối cảnh và đổ bóng để đạt đến các hiệu ứng 3D. Khi các hiệu ứng ánh sáng mô phỏng màn khói mờ, độ chói, bóng tối theo hướng và những cái khác thêm vào, hoạt hình 3D trở nên rất gần hiện thực.
Cho đến cuối thập niên 1990, các ứng dụng 3D dựa trên hỗ trợ thủ tục phần mềm để chuyển đổi những hình ảnh trừu tượng thành sống động. Điều này đặt một gánh nắng lên bộ xử lý hệ thống trong máy tính, có tác động đáng kể lên tốc độ không chỉ hình ảnh hiển thị mà còn bất kỳ ứng dụng khác mà máy tính có thể đáng chạy. Bắt đầu thời kỳ từ 1996 đến 1997, chipset trên hầu hết thiết bị điều hợp video bắt đầu nhận nhiều nhiệm vụ liên quan đến việc biểu diễn những hình ảnh 3D, làm giảm đáng kể việc tải trên bộ xử lý hệ thống và làm gia tăng toàn bộ tốc độ hệ thống.
Để có 10 thế hệ phần cứng đồ họa 3D trên máy tính, một tiến trình kéo dài hơn một thập kỹ, như được chi tiết trong bảng 12.13.
Với mỗi graphics card trên thị trường có tính năng DirectX 9 hay các khả năng lớn hơn, bạn không cần tiêu tốn nhiều để có mức độ đồ họa 3D hợp lý. Nhiều card ở mức $50 - $ 150 dùng các loại GPU cao cấp hiện nay tốc độ thấp hay chúng có thể dùng GPU hàng đầu của những năm trước. Những card này thường cung cấp tốc độ nhiều hơn đáp ứng cho các ứng dụng 2D. Hầu hết bộ tăng tốc 3D đều hỗ trợ khả năng hai màn hình và xuất ra TV, cho phép bạn làm việc và giải trí cùng một lúc.
Tuy nhiên, nhớ rằng tiêu càng nhiều vào card tăng tốc 3D, càng lớn bộ nhớ trên bo mạch chủ và càng cần chip tăng tốc nhanh hơn. Nếu tiền bạc không đáng quan tâm và nếu là game thủ, bạn có thể mua card đồ họa có tính năng GPU nhanh nhất hơn $500. Có rất nhiều lựa chọn dùng GPU NVDIA hay ATI trong mức giá dưới $500 mà vẫn có đầy đủ tốc độ trò chơi 3D, bao gồm hỗ trợ cho hoạt động hai GPU (CrossFire NVIDIA SLI hay ATI), phân chia công việc cho các GPU trên hai video cho hiển thị trò chơi nhanh hơn là một card. Các GPU hỗ trợ DierectX 10 là lựa chọn thích hợp cho các game thủ nặng muốn chơi những trò chơi mới nhất.
Các card trung bình giá $100- $300 thường dựa trên các GPU dùng các thiết kế tương tự như các sản phẩm cao cấp nhưng có thể có tốc độ bộ nhớ và xung nhân thấp hơn hay một số đường dẫn nhỏ hơn. Những card này cung cấp nền trung bình cho người dùng thường chơi trò chơi như không thể đủ tiền cho card cao cấp.
Trước khi mua bộ điều hợp tăng tốc 3D, bạn nên tìm hiểu một số thuật ngữ và khái niệm liên quan đến quy trình tạo hình ảnh 3D. Chức năng cơ bản phần mềm 3D là chuyển đổi các trừu tượng hình ảnh thành các hình ảnh hoàn toàn được hiện thực được hiển thị trên màn hình. Các trừu tượng hình ảnh bao gồm những yếu tố sau:
+ Các đỉnh (Vertice) – Vị trí của vật thể trong không gian ba chiều, mô tả trong thuật ngữu x, y và z phối hợp trong ba trục đại diện cho chiều cao, chiều rộng và chiều sâu.
+ Vật gốc (Primitive) – Các đối tượng hình học đơn giản mà ứng dụng dùng để tạo ra chiều dựng hình khá phức tạp, được mô tả trong thuật ngữ của các vị trí liên quan của các đỉnh. Điều này không chỉ cụ thể vị trí vật thể trong hình ảnh 2D mà còn cung cấp vẽ phối cảnh do ba trục định rõ bất kỳ vị trí trong không gian ba chiều.
+ Kết cấu (Texture) – Hai hình ảnh bitmap hay bề mặt hai chiều được thiết kế để được ánh xạ vào vật gốc).
Phần mềm mở rộng hiệu ứng 3D bằng cách sửa đổi bề ngoài của các kết cấu, tùy thuộc vào vị trí và cách của vật gốc. Quy trình này được gọi là perspective correction. Một số ứng dụng dùng quy trình khác, được gọi là MIP mapping, gồm các phiên bản khác nhau của cùng kiến trúc chứa lượng chi tiết khác nhau, tùy thuộc cách vật thể gần với vị trí nhìn như thế nào trong không gian ba chiều. Kỹ thuật khác, được gọi là depth cueing, làm giảm màu sắc và cường độ của việc đổ đầy vật thể khi vật thể di chuyển xa khỏi vị trí nhìn.
Dùng những yếu tố này, các sự mô tả hình ảnh trừu tượng kế tiếp phải được thể hiện, nghĩa là chúng được chuyển đổi sang hình thức hữu hình. Sự thể hiện tùy thuộc hai chức năng được tiêu chuẩn hóa chuyển đổi các trừu tượng thành hình ảnh hoàn toàn được thể hiện trên màn hình. Các chức năng tiêu chuẩn thể hiện như sau:
+ Hình học (Geometry) – kích cỡ, định hướng và sự chuyển động các vật gốc trong không gian và sự tính toán của các hiệu ứng được tạo ra bởi các nguồn ánh sáng ảo làm rạng rỡ hình ảnh.
+ Sự chuyển đổi dạng số sang kiểu định dạng phù hợp thể hiện trên màn hình (Rasteization) – Sự chuyển đổi các vật gốc thành các điểm ảnh trên màn hình video bằng cách đổ đầy các hình dạng với đổ bóng được chiều sáng hợp lý, kết cấu, hay sự kết hợp của hai bộ điều hợp video hiện đại bao gồm chipset có khả năng tăng tốc video 3D với phần cứng dựng sẵn chuyên dụng thể hiện quy trình chuyển đổi này nhanh hơn nhiều so với chỉ dùng phần mềm (dùng bộ xử lý hệ thống). Hầu hết chipset với tăng tốc độ 3D thể hiện các chức năng chuyển đổi như sau ngay trên bộ điều hợp:
+ Sự chuyển đổi quét (Scan conversion) – Sự xác định của các điểm ảnh trên màn hình thuộc về không gian được phác họa bởi mỗi vật gốc.
+ Đổ bóng (Shading) – Quy tình đổ đầy các điểm ảnh với màu sắc liên tục suôn sẽ dùng kỹ thuật đổ bóng bằng hay Gouraud.
+ Sự ánh xạ kết cấu (Texture mapping) – Quy tình đổ đầy điểm ảnh với những hình ảnh xuất phát từ bức tranh mẫu 2D hay hình ảnh bề mặt.
+ Sự xác định bề mặt hữu hình (Visible surbace determination) – Sự nhận biết điểm ảnh nào trên màn hình bị làm cho mờ đi bởi các vật thể khác gần hơn vị trí nhìn trong không gian ba chiều.
+ Sự hoạt ảnh (Animation) – Quy tình chuyển mạch nhanh và suôn sẻ đối với các khung liên tục của chuỗi chuyển động.
+ Sự khử răng cưa (Antialiasing) – Quy trình điều chỉnh các đường ranh giới để làm mịn các cạnh trên vật thể biểu hiện.
Theo “Nâng cấp và sửa chữa máy tính” Scott Mueller