《显卡知识培训》PPT课件.ppt

显卡知识培训,坤成科技,显卡知识培训,概念术语种类其他附一附二,1.0、计算机的组成,原理和构成：硬件+软件,1.1、硬件,计算机系统中所使用的电子线路和物理设备，是看得见、摸得着的实体，如中央处理器（CPU）、存储器、外部设备（IO设备）总线等。1、存储器。主要功能是存放程序和数据。2、中央处理器的主要功能是按存在存储器内的程序，逐条地执行程序所指定的操作。3、外部设备是用户与机器之间的桥梁。,2.0、显示卡的概念,显示接口卡（Video card，Graphics card），又称为显示适配器（video adapter），个人电脑最基本组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动显示器，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。,2.0、显示卡的概念,显卡是插在主板上的扩展槽里的（现在一般是PCI-E或AGP插槽）。它主要负责把主机向显示器发出的显示信号转化为一般电信号，使得显示器能明白个人电脑在让它干什么。显卡的主要芯片叫“显示芯片”（Video chipset，也叫GPU或VPU，图形处理器或视觉处理器），是显卡的主要处理单元。显卡上也有和电脑内存相似的存储器，称为显示内存，简称显存。,2.0、显示卡的概念,早期的显卡只是单纯意义的显卡，只起到信号转换的作用；目前我们一般使用的显卡都带有3D画面运算和图形加速功能，所以也叫做图形加速卡或3D加速卡。,2.1、显示卡的构成,显卡通常由总线接口、PCB板、显示芯片(GPU)、显存、RAMDAC、VGA BIOS、VGA功能插针、VGA插座及其他外围元件构成，现在的显卡大多还具有DVI显示器插头及S-video端子插头。,2.1、显卡的主要构成和参数,显示芯片（型号、版本级别、开发代号、制造工艺、核心频率）显存（类型、位宽、容量、封装类型、速度、频率）技术（象素渲染管线、顶点着色引擎数、3D API、RAMDAC频率及支持MAX分辨率）PCB板（PCB层数、显卡接口、输出接口、散热装置）,3.0、显示芯片,厂商型号版本级别开发代号制造工艺核心频率,3.0、显示芯片,显示芯片，GPU，全称是Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念。GPU使显卡减少了对CPU的依赖，并进行部分原本CPU的工作，尤其是在3D图形处理时。GPU所采用的核心技术有硬件T&l、立方环境材质贴图和顶点混合、纹理压缩和凹凸映射贴图、双重纹理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&l技术可以说是GPU的标志。,3.0、显示芯片,GPU（显卡处理器）就相当于显卡的心脏，就像CPU是计算机的头脑一样，因为GPU是安装在散热器后，所以你不太能看到它。一般来说，显处理器是显卡上体积最大、温度最高的零件。GPU是显卡最重要的部分。显处理器所拥有的硬设备是整个计算机系统设备的缩影，如它拥有像素着色单元（pixel shaders）、顶点着色单元（vertex shaders）、管线和时脉速率零组件等。唯一一个值得我们注意的地方就是显卡内存，它是个必须与GPU携手合作，来协助传送高频宽讯号（如3D）的装置。,3.1、芯片厂商,先简要介绍一下常见的生产显示芯片的厂商：Intel、ATI、nVidia、VIA（S3）、SIS、Matrox、3D Labs。Intel、VIA（S3）、SIS 主要生产集成芯片；ATI、nVidia 以独立芯片为主，是目前市场上的主流，但由于ATi现在已经被AMD收购，以后是否会继续出独立显示芯片很难说了；Matrox、3D Labs 则主要面向专业图形市场。由于ATI和nVidia基本占据了主流显卡市场，下面主要将主要针对这两家公司的产品做介绍。,3dfx、nVIDIA、ATI、MGA、S3各自风格,3dfx、nVIDIA、ATI、MGA、S3的各自风格,3dfx：贡献：电脑游戏3D技术的发源地 作风：够用就好，适当的价钱给于平均的性能。设计：画质和填充率为先，三角形生成其次，新技术最後。驱动：很不错，更新速度一般。表现：不去考虑种种限制，你会发觉他能在绝大多数游戏上给你出色的表现。优势：3dfx独有的api和清淡的3d风格给你舒坦的享受。兼容性良好。劣势：对3d新技术的支持总是迟人一步。评价：不会让你后悔，相信3dfx没错的。结果：被nVIDIA收购，等待东山再起。,3dfx、nVIDIA、ATI、MGA、S3的各自风格,nVIDIA：贡献：让别人知道什么叫把握时机。然後.我踩我踩我踩踩踩，把别人踩在脚下爬上去。作风：你的就是我的。(MGA&3dfx主设计师都给挖走）设计：速度高于一切，别的靠边站！硬件部没设计的有驱动部门给补上！驱动：非常不错，更新速度胜过Winamp。表现：最好你的显示器刷新速度够快，带宽够大，否则你怎么能看到nVIDIA的优势？优势：快！快！快！兼容性良好。劣势：除了快别的并不出挑。千万别用nVIDIA的芯片回放VCD,DVD(不听者通知我一声，我到你家窗下时打电话给你）。评价：有人欢喜有人愁。作风不敢苟同。结果：天上地下唯nVIDIA独尊。你以为你是intel？小心下台。,3dfx、nVIDIA、ATI、MGA、S3的各自风格,ATI：贡献：默默无闻贡献的老一辈显卡厂商 作风：与世无争。老虎不发威你当我是病猫？设计：在速度和画质中取一个平衡点，加上所能研发的新技术。驱动：不错，更新速度较慢。表现：没有兴奋也没有失望，等新的游戏来支持还未支持的效果把。优势：该有的都有。32bit三维渲染异常出色。VCD,DVD回放异常出色。板卡做工&用料一流。劣势：欠缺速度。驱动更新稍快更好。评价：多用点时间体会，别太早给ATI下定论。售后服务一流。最大的显卡OEM厂商，不愁没有销路。结果：最後两个能和nVIDIA这个暴发户叫板的老牌公司之一。,3dfx、nVIDIA、ATI、MGA、S3的各自风格,MGA：贡献：MGA的2d技术有口皆碑。作风：曾经辉煌过，不鸣则已，一鸣惊人。设计：画质重于一切，你还找不到更好的。驱动：反复无常，出了OpenGL ICD以后表现良好，更新速度较慢。表现：不管2d还是3d，MGA的画面就是样板。优势：完美的2d表现加上完美的3d，加上出色的作工和用料。劣势：3d稍慢，销售环节稍弱？研发稍慢？评价：如果你不在乎速度，那么你还等什么？结果：最後两个能和nVIDIA这个暴发户叫板的老牌公司之一。,3dfx、nVIDIA、ATI、MGA、S3的各自风格,S3：贡献：我们穷人的S3。曾经辉煌一时。作风：给你最廉价的显示系统解决方案。设计：技术重于一切，速度和画质只能尽力而为。驱动：差，更新速度较快。Diamond出色的驱动部门也帮不上忙？表现：在S3的价钱来看，他的表现还不算无法忍受。优势：新技术，出色的VCD,DVD回放以及便宜的价格。劣势：3d慢，3d兼容性差，OpenGL ICD不敢恭维。评价：如果你有钱，就不用试了（指现在的S3）。结果：效仿intel砍掉最擅长的部门，依靠Diamond的多媒体寻找出路。,3.1、芯片型号,ATi公司的主要品牌 Radeon(镭)系列，其型号由早其的 Radeon Xpress 200 到 Radeon(X300、X550、X600、X700、X800、X850)到近期的 Radeon(X1300、X1600、X1800、X1900、X1950)性能依次由低到高。nVIDIA公司的主要品牌 GeForce 系列，其型号由早其的 GeForce 256、GeForce2(100/200/400)、GeForce3(200/500)、GeForce4(420/440/460/4000/4200/4400/4600/4800)到 GeForce FX(5200/5500/5600/5700/5800/5900/5950)、GeForce(6100/6150/6200/6400/6500/6600/6800/)再到近其的 GeForce(7300/7600/7800/7900/7950)性能依次由低到高。,3.2、芯片版本,ATi:SE(Simplify Edition 简化版)通常只有64bit内存界面,或者是像素流水线数量减少。Pro(Professional Edition 专业版)高频版，一般比标版在管线数量/顶点数量还有频率这些方面都要稍微高一点。XT(eXTreme 高端版)是ATi系列中高端的，而nVIDIA用作低端型号。XT PE(eXTreme Premium Edition XT白金版)高端的型号。XL(eXtreme Limited 高端系列中的较低端型号)ATI最新推出的R430中的高频版 XTX(XT eXtreme 高端版)X1000系列发布之后的新的命名规则。CE(Crossfire Edition 交叉火力版)交叉火力。VIVO(VIDEO IN and VIDEO OUT)指显卡同时具备视频输入与视频捕捉两大功能。HM(Hyper Memory)可以占用内存的显卡,3.2、芯片版本,nVIDIA:ZT 在XT基础上再次降频以降低价格。XT 降频版，而在ATi中表示最高端。LE(Lower Edition 低端版)和XT基本一样，ATi也用过。MX 平价版，大众类。GTS/GS 低频版。GE 比GS稍强点，其实就是超了频的GS。GT 高频版。比GS高一个档次 因为GT没有缩减管线和顶点单元。GTO 比GT稍强点,有点汽车中GTO的味道。Ultra 在GF7系列之前代表着最高端，但7系列最高端的命名就改为GTX。GTX(GT eXtreme)加强版，降频或者缩减流水管道后成为GT，再继续缩水成为GS版本。GT2 双GPU显卡。TI(Titanium 钛)一般就是代表了nVidia的高端版本。Go 多用于移动平台。TC(Turbo Cache)可以占用内存的显卡(等效)。,3.3、开发代号,开发代号就是显示芯片制造商为了便于显示芯片在设计、生产、销售方面的管理和驱动架构的统一而对一个系列的显示芯片给出的相应的基本的代号。开发代号作用是降低显示芯片制造商的成本、丰富产品线以及实现驱动程序的统一。,3.3、开发代号,一般来说，显示芯片制造商可以利用一个基本开发代号再通过控制渲染管线数量、顶点着色单元数量、显存类型、显存位宽、核心和显存频率、所支持的技术特性等方面来衍生出一系列的显示芯片来满足不同的性能、价格、市场等不同的定位，还可以把制造过程中具有部分瑕疵的高端显示芯片产品通过屏蔽管线等方法处理成为完全合格的相应低端的显示芯片产品出售，从而大幅度降低设计和制造的难度和成本，丰富自己的产品线。同一种开发代号的显示芯片可以使用相同的驱动程序，这为显示芯片制造商编写驱动程序以及消费者使用显卡都提供了方便。,3.3、开发代号,同一种开发代号的显示芯片的渲染架构以及所支持的技术特性是基本上相同的，而且所采用的制程也相同，所以开发代号是判断显卡性能和档次的重要参数。同一类型号的不同版本可以是一个代号，例如：GeForce(X700、X700 Pro、X700 XT)代号都是 RV410；而Radeon(X1900、X1900XT、X1900XTX)代号都是 R580等，但也有其他的情况，如：GeForce(7300 LE、7300 GS)代号是 G72；而 GeForce(7300 GT、7600 GS、7600 GT)代号都是 G73等。,3.4、制造工艺,制造工艺指得是在生产GPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。通常其生产的精度以um(微米)来表示，未来有向nm(纳米)发展的趋势（1mm=1000um1um=1000nm），精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，提高芯片的集成度，芯片的功耗也越小。,扩展,制造工艺的微米是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展。密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进，使得器件的特征尺寸不断缩小，从而集成度不断提高，功耗降低，器件性能得到提高。芯片制造工艺在1995年以后，从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米，再到目前主流的 90 纳米(0.09纳米)、65 纳米等。,3.5、核心频率,显卡的核心频率是指显示核心的工作频率，其工作频率在一定程度上可以反映出显示核心的性能，但显卡的性能是由核心频率、显存、像素管线、像素填充率等等多方面的情况所决定的，因此在显示核心不同的情况下，核心频率高并不代表此显卡性能强劲。比如9600PRO的核心频率达到了400MHz，要比9800PRO的380MHz高，但在性能上9800PRO绝对要强于9600PRO。在同样级别的芯片中，核心频率高的则性能要强一些，提高核心频率就是显卡超频的方法之一。显示芯片主流的只有ATI和NVIDIA两家，两家都提供显示核心给第三方的厂商，在同样的显示核心下，部分厂商会适当提高其产品的显示核心频率，使其工作在高于显示核心固定的频率上以达到更高的性能。,4.0、显存,类型位宽容量封装类型速度频率,4.1、类型,目前市场中所采用的显存类型主要有SDRAM，DDR SDRAM，DDR SGRAM三种。目前市场上的主流是DDR2和DDR3。,4.1、类型,SDRAM颗粒目前主要应用在低端显卡上，频率一般不超过200MHz，在价格和性能上它比DDR都没有什么优势，因此逐渐被DDR取代。DDR SDRAM 是Double Data Rate SDRAM的缩写(双倍数据速率)，它能提供较高的工作频率，带来优异的数据处理性能。,4.1、类型,DDR SGRAM 是显卡厂商特别针对绘图者需求，为了加强图形的存取处理以及绘图控制效率，从同步动态随机存取内存（SDRAM）所改良而得的产品。SGRAM允许以方块(Blocks)为单位个别修改或者存取内存中的资料，它能够与中央处理器(CPU)同步工作，可以减少内存读取次数，增加绘图控制器的效率，尽管它稳定性不错，而且性能表现也很好，但是它的超频性能很差。,4.2、显存位宽,显存位宽是显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数，位数越大则瞬间所能传输的数据量越大，这是显存的重要参数之一。目前市场上的显存位宽有64位、128位、256位和512位几种，人们习惯上叫的64位显卡、128位显卡和256位显卡就是指其相应的显存位宽。显存位宽越高，性能越好价格也就越高，因此512位宽的显存更多应用于高端显卡，而主流显卡基本都采用128和256位显存。,4.2、显存位宽,显存带宽显存频率X显存位宽/8，在显存频率相当的情况下，显存位宽将决定显存带宽的大小。例如：同样显存频率为500MHz的128位和256位显存，那么它俩的显存带宽将分别为：128位500MHz*1288=8GB/s，而256位500MHz*2568=16GB/s，是128位的2倍，可见显存位宽在显存数据中的重要性。显卡的显存是由一块块的显存芯片构成的，显存总位宽同样也是由显存颗粒的位宽组成。显存位宽显存颗粒位宽显存颗粒数。显存颗粒上都带有相关厂家的内存编号，可以去网上查找其编号，就能了解其位宽，再乘以显存颗粒数，就能得到显卡的位宽。,4.3、显存容量,容量越大，存的东西就越多，也就越好。目前主流的显存容量，64MB、128MB、256MB、512MB等。,4.4、显存封装类型,TSOP(Thin Small OutLine Package)薄型小尺寸封装 QFP(Quad Flat Package)小型方块平面封装 MicroBGA(Micro Ball Grid Array)微型球闸阵列封装，又称FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array),目前的主流显卡基本上是用TSOP和MBGA封装，其中又以TSOP封装居多。,4.5、显存速度,显存速度一般以ns（纳秒）为单位。常见的显存速度有7ns、6ns、5.5ns、5ns、4ns，3.6ns、2.8ns、2.2ns、1.1ns等，越小表示速度越快越好。显存的理论工作频率计算公式是：额定工作频率（MHz）1000/显存速度n（因显存类型不同而不同，如果是SDRAM显存，则n=1；DDR显存则n=2；DDRII显存则n=4）。,4.6、显存频率,显存频率一定程度上反应着该显存的速度，以MHz（兆赫兹）为单位。显存频率随着显存的类型、性能的不同而不同：SDRAM显存一般都工作在较低的频率上，一般就是133MHz和166MHz，此种频率早已无法满足现在显卡的需求。DDR SDRAM显存则能提供较高的显存频率，因此是目前采用最为广泛的显存类型，目前无论中、低端显卡，还是高端显卡大部分都采用DDR SDRAM，其所能提供的显存频率也差异很大，主要有400MHz、500MHz、600MHz、650MHz等，高端产品中还有800MHz或900MHz，乃至更高。,显存频率与显存时钟周期是相关的，二者成倒数关系，也就是显存频率1/显存时钟周期。如果是SDRAM显存，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz；而对于DDR SDRAM，其时钟周期为6ns，那么它的显存频率就为1/6ns=166 MHz，但要了解的是这是DDR SDRAM的实际频率，而不是我们平时所说的DDR显存频率。因为DDR在时钟上升期和下降期都进行数据传输，其一个周期传输两次数据，相当于SDRAM频率的二倍。习惯上称呼的DDR频率是其等效频率，是在其实际工作频率上乘以2，就得到了等效频率。因此6ns的DDR显存，其显存频率为1/6ns*2=333 MHz。但要明白的是显卡制造时，厂商设定了显存实际工作频率，而实际工作频率不一定等于显存最大频率。此类情况现在较为常见，如显存最大能工作在650 MHz，而制造时显卡工作频率被设定为550 MHz，此时显存就存在一定的超频空间。这也就是目前厂商惯用的方法，显卡以超频为卖点。,5.0、显卡技术,象素渲染管线顶点着色引擎数3D APIRAMDAC频率及支持MAX分辨率,5.1、象素渲染管线,渲染管线也称为渲染流水线，是显示芯片内部处理图形信号相互独立的的并行处理单元。渲染管线是为了提高显卡的工作能力和效率。渲染管线的数量一般是以“像素渲染流水线的数量每管线的纹理单元数量”来表示。例子,GeForce 6800Ultra的渲染管线是161，就表示其具有16条像素渲染流水线，每管线具有1个纹理单元；GeForce4 MX440的渲染管线是22，就表示其具有2条像素渲染流水线，每管线具有2个纹理单元等等，其余表示方式以此类推。,返回,5.1、象素渲染管线,渲染管线的数量是决定显示芯片性能和档次的最重要的参数之一，在相同的显卡核心频率下，更多的渲染管线也就意味着更大的像素填充率和纹理填充率，从显卡的渲染管线数量上可以大致判断出显卡的性能高低档次。但显卡性能并不仅仅只是取决于渲染管线的数量，同时还取决于显示核心架构、渲染管线的的执行效率、顶点着色单元的数量以及显卡的核心频率和显存频率等等方面。一般来说在相同的显示核心架构下，渲染管线越多也就意味着性能越高。例,例如161架构的GeForce 6800GT其性能要强于121架构的GeForce 6800，就象工厂里的采用相同技术的2条生产流水线的生产能力和效率要强于1条生产流水线那样；而在不同的显示核心架构下，渲染管线的数量多就并不意味着性能更好，例如42架构的GeForce2 GTS其性能就不如22架构的GeForce4 MX440，就象工厂里的采用了先进技术的1条流水线的生产能力和效率反而还要强于只采用了老技术的2条生产流水线那样。,返回,5.2、顶点着色引擎数,顶点着色引擎(Vertex Shader)，也称为顶点遮蔽器，根据官方规格，顶点着色引擎是一种增加各式特效在3D场影中的处理单元，顶点着色引擎的可程式化特性允许开发者靠加载新的软件指令来调整各式的特效，每一个顶点将被各种的数据变素清楚地定义，至少包括每一顶点的x、y、z坐标，每一点顶点可能包函的数据有颜色、最初的径路、材质、光线特征等。顶点着色引擎数越多速度越快。,5.3、3D API,API是Application Programming Interface的缩写，是应用程序接口的意思，而3D API则是指显卡与应用程序直接的接口。,5.3、3D API,3D API能让编程人员所设计的3D软件只要调用其API内的程序，从而让API自动和硬件的驱动程序沟通，启动3D芯片内强大的3D图形处理功能，从而大幅度地提高了3D程序的设计效率。如果没有3D API在开发程序时，程序员必须要了解全部的显卡特性，才能编写出与显卡完全匹配的程序，发挥出全部的显卡性能。而有了3D API这个显卡与软件直接的接口，程序员只需要编写符合接口的程序代码，就可以充分发挥显卡的不必再去了解硬件的具体性能和参数，这样就大大简化了程序开发的效率。同样，显示芯片厂商根据标准来设计自己的硬件产品，以达到在API调用硬件资源时最优化，获得更好的性能。有了3D API，便可实现不同厂家的硬件、软件最大范围兼容。比如在最能体现3D API的游戏方面，游戏设计人员设计时，不必去考虑具体某款显卡的特性，而只是按照3D API的接口标准来开发游戏，当游戏运行时则直接通过3D API来调用显卡的硬件资源。,5.3、3D API,目前个人电脑中主要应用的3D API有：DirectX和OpenGL。,OpenGL,OpenGL是个专业的3D程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层3D图形库。OpenGL的前身是SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL。IRIS GL是一个工业标准的3D图形软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于是SGI公司便在IRIS GL的基础上开发了OpenGL。OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”，顾名思义，OpenGL便是“开放的图形程序接口”。虽然DirectX在家用市场全面领先，但在专业高端绘图领域，OpenGL是不能被取代的主角。,OpenGL,OpenGL是个与.硬件无关的软件接口，可以在不同的平台如Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS2之间进行移植。因此，支持OpenGL的软件具有很好的移植性，可以获得非常广泛的应用。由于OpenGL是3D图形的底层图形库，没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场景。但是，通过一些转换程序，可以很方便地将AutoCAD、3DS等3D图形设计软件制作的DFX和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。,OpenGL,在OpenGL的基础上还有Open Inventor、Cosmo3D、Optimizer等多种高级图形库，适应不同应用。其中，Open Inventor应用最为广泛。该软件是基于OpenGL面向对象的工具包，提供创建交互式3D图形应用程序的对象和方法，提供了预定义的对象和用于交互的事件处理模块，创建和编辑3D场景的高级应用程序单元，有打印对象和用其它图形格式交换数据的能力。,OpenGL,OpenGL的发展一直处于一种较为迟缓的态势，每次版本的提高新增的技术很少，大多只是对其中部分做出修改和完善。1992年7月，SGI公司发布了OpenGL的1.0版本，随后又与微软公司共同开发了Windows NT版本的OpenGL，从而使一些原来必须在高档图形工作站上运行的大型3D图形处理软件也可以在微机上运用。1995年OpenGL的1.1版本面市，该版本比1.0的性能有许多提高，并加入了一些新的功能。其中包括改进打印机支持，在增强元文件中包含OpenGL的调用，顶点数组的新特性，提高顶点位置、法线、颜色、色彩指数、纹理坐标、多边形边缘标识的传输速度，引入了新的纹理特性等等。OpenGL 1.5又新增了“OpenGL Shading Language”，该语言是“OpenGL 2.0”的底核，用于着色对象、顶点着色以及片断着色技术的扩展功能。,OpenGL,OpenGL 2.0标准的主要制订者并非原来的SGI，而是逐渐在ARB中占据主动地位的3Dlabs。2.0版本首先要做的是与旧版本之间的完整兼容性，同时在顶点与像素及内存管理上与DirectX共同合作以维持均势。OpenGL 2.0将由OpenGL 1.3的现有功能加上与之完全兼容的新功能所组成(如图一)。借此可以对在ARB停滞不前时代各家推出的各种纠缠不清的扩展指令集做一次彻底的精简。此外，硬件可编程能力的实现也提供了一个更好的方法以整合现有的扩展指令。,OpenGL,目前，随着DirectX的不断发展和完善，OpenGL的优势逐渐丧失，至今虽然已有3Dlabs提倡开发的2.0版本面世，在其中加入了很多类似于DirectX中可编程单元的设计，但厂商的用户的认知程度并不高，未来的OpenGL发展前景迷茫。,返回,DirectX,DirectX并不是一个单纯的图形API，它是由微软公司开发的用途广泛的API，它包含有Direct Graphics(Direct 3D+Direct Draw)、Direct Input、Direct Play、Direct Sound、Direct Show、Direct Setup、Direct Media Objects等多个组件，它提供了一整套的多媒体接口方案。只是其在3D图形方面的优秀表现，让它的其它方面显得暗淡无光。DirectX开发之初是为了弥补Windows 3.1系统对图形、声音处理能力的不足，而今已发展成为对整个多媒体系统的各个方面都有决定性影响的接口。,DirectX,DirectX 5.0微软公司并没有推出DirectX 4.0，而是直接推出了DirectX 5.0。此版本对Direct3D做出了很大的改动，加入了雾化效果、Alpha混合等3D特效，使3D游戏中的空间感和真实感得以增强，还加入了S3的纹理压缩技术。同时，DirectX 5.0在其它各组件方面也有加强，在声卡、游戏控制器方面均做了改进，支持了更多的设备。因此，DirectX发展到DirectX 5.0才真正走向了成熟。此时的DirectX性能完全不逊色于其它3D API，而且大有后来居上之势。,DirectX,DirectX 6.0 DirectX 6.0推出时，其最大的竞争对手之一Glide，已逐步走向了没落，而DirectX则得到了大多数厂商的认可。DirectX 6.0中加入了双线性过滤、三线性过滤等优化3D图像质量的技术，游戏中的3D技术逐渐走入成熟阶段。,DirectX,DirectX 7.0DirectX 7.0最大的特色就是支持T&L，中文名称是“坐标转换和光源”。3D游戏中的任何一个物体都有一个坐标，当此物体运动时，它的坐标发生变化，这指的就是坐标转换；3D游戏中除了场景物体还需要灯光，没有灯光就没有3D物体的表现，无论是实时3D游戏还是3D影像渲染，加上灯光的3D渲染是最消耗资源的。虽然OpenGL中已有相关技术，但此前从未在民用级硬件中出现。在T&L问世之前，位置转换和灯光都需要CPU来计算，CPU速度越快，游戏表现越流畅。使用了T&L功能后，这两种效果的计算用显示卡的GPU来计算，这样就可以把CPU从繁忙的劳动中解脱出来。换句话说，拥有T&L显示卡，使用DirectX 7.0，即使没有高速的CPU，同样能流畅的跑3D游戏。,DirectX,DirectX 8.0DirectX 8.0的推出引发了一场显卡革命，它首次引入了“像素渲染”概念，同时具备像素渲染引擎(Pixel Shader)与顶点渲染引擎(Vertex Shader)，反映在特效上就是动态光影效果。同硬件T&L仅仅实现的固定光影转换相比，VS和PS单元的灵活性更大，它使GPU真正成为了可编程的处理器。这意味着程序员可通过它们实现3D场景构建的难度大大降低。通过VS和PS的渲染，可以很容易的宁造出真实的水面动态波纹光影效果。此时DirectX的权威地位终于建成。,DirectX,DirectX 9.02002年底，微软发布DirectX9.0。DirectX 9中PS单元的渲染精度已达到浮点精度，传统的硬件T&L单元也被取消。全新的VertexShader(顶点着色引擎)编程将比以前复杂得多，新的VertexShader标准增加了流程控制，更多的常量，每个程序的着色指令增加到了1024条。,PS 2.0具备完全可编程的架构，能对纹理效果即时演算、动态纹理贴图，还不占用显存，理论上对材质贴图的分辨率的精度提高无限多；另外PS1.4只能支持28个硬件指令，同时操作6个材质，而PS2.0却可以支持160个硬件指令，同时操作16个材质数量，新的高精度浮点数据规格可以使用多重纹理贴图，可操作的指令数可以任意长，电影级别的显示效果轻而易举的实现。,VS 2.0通过增加Vertex程序的灵活性，显著的提高了老版本(DirectX8)的VS性能，新的控制指令，可以用通用的程序代替以前专用的单独着色程序，效率提高许多倍；增加循环操作指令，减少工作时间，提高处理效率；扩展着色指令个数，从128个提升到256个。,增加对浮点数据的处理功能，以前只能对整数进行处理，这样提高渲染精度，使最终处理的色彩格式达到电影级别。突破了以前限制PC图形图象质量在数学上的精度障碍，它的每条渲染流水线都升级为128位浮点颜色，让游戏程序设计师们更容易更轻松的创造出更漂亮的效果，让程序员编程更容易。,DirectX,DirectX 9.0c与过去的DirectX 9.0b和Shader Model 2.0相比较，DirectX 9.0c最大的改进，便是引入了对Shader Model 3.0(包括Pixel Shader 3.0 和Vertex Shader 3.0两个着色语言规范)的全面支持。举例来说，DirectX 9.0b的Shader Model 2.0所支持的Vertex Shader最大指令数仅为256个，Pixel Shader最大指令数更是只有96个。而在最新的Shader Model 3.0中，Vertex Shader和Pixel Shader的最大指令数都大幅上升至65535个，全新的动态程序流控制、位移贴图、多渲染目标（MRT）、次表面散射 Subsurface scattering、柔和阴影 Soft shadows、环境和地面阴影 Environmental and ground shadows、全局照明（Global illumination）等新技术特性，使得GeForce 6、GeForce7系列以及Radeon X1000系列立刻为新一代游戏以及具备无比真实感、幻想般的复杂的数字世界和逼真的角色在影视品质的环境中活动提供强大动力。,因此DirectX 9.0c和Shader Model 3.0标准的推出，可以说是DirectX发展历程中的重要转折点。在DirectX 9.0c中，Shader Model 3.0除了取消指令数限制和加入位移贴图等新特性之外，更多的特性都是在解决游戏的执行效率和品质上下功夫，Shader Model 3.0诞生之后，人们对待游戏的态度也开始从过去单纯地追求速度，转变到游戏画质和运行速度两者兼顾。因此Shader Model 3.0对游戏产业的影响可谓深远。,返回,5.4、RAMDAC,RAMDAC是Random Access Memory Digital/Analog Convertor的缩写，即随机存取内存数字模拟转换器。,RAMDAC作用是将显存中的数字信号转换为显示器能够显示出来的模拟信号，其转换速率以MHz表示。计算机中处理数据的过程其实就是将事物数字化的过程，所有的事物将被处理成0和1两个数，而后不断进行累加计算。图形加速卡也是靠这些0和1对每一个象素进行颜色、深度、亮度等各种处理。显卡生成的都是信号都是以数字来表示的，但是所有的CRT显示器都是以模拟方式进行工作的，数字信号无法被识别，这就必须有相应的设备将数字信号转换为模拟信号。而RAMDAC就是显卡中将数字信号转换为模拟信号的设备。RAMDAC的转换速率以MHz表示，它决定了刷新频率的高低（与显示器的“带宽”意义近似）。其工作速度越高，频带越宽，高分辨率时的画面质量越好.该数值决定了在足够的显存下，显卡最高支持的分辨率和刷新率。如果要在1024768的分辨率下达到85Hz的分辨率，RAMDAC的速率至少是1024768851.344（折算系数）10690MHz。目前主流的显卡RAMDAC都能达到350MHz和400MHz，已足以满足和超过目前大多数显示器所能提供的分辨率和刷新率。,5.5、最大分辨率,显卡的最大分辨率是指显卡在显示器上所能描绘的像素点的数量。显示器上显示的画面是一个个的像素点构成的，而这些像素点的所有数据都是由显卡提供的，最大分辨率就是表示显卡输出给显示器，并能在显示器上描绘像素点的数量。分辨率越大，所能显示的图像的像素点就越多，并且能显示更多的细节，当然也就越清晰。,最大分辨率在一定程度上跟显存有着直接关系，因为这些像素点的数据最初都要存储于显存内，因此显存容量会影响到最大分辨率。在早期显卡的显存容量只具有512KB、1MB、2MB等极小容量时，显存容量确实是最大分媛实囊桓銎烤保坏壳爸髁飨钥南源嫒萘浚土?4MB也已经被淘汰，主流的娱乐级显卡已经是128MB、256MB或512MB，某些专业显卡甚至已经具有1GB的显存，在这样的情况下，显存容量早已经不再是影响最大分辨率的因素，之所以需要这么大容量的显存，不过就是因为现在的大型3D游戏和专业渲染需要临时存储更多的数据罢了。,现在决定最大分辨率的其实是显卡的RAMDAC频率，目前所有主流显卡的RAMDAC都达到了400MHz，至少都能达到2048x1536的最大分辨率，而最新一代显卡的最大分辨率更是高达2560 x1600了。,另外，显卡能输出的最大显示分辨率并不代表自己的电脑就能达到这么高的分辨率，还必须有足够强大的显示器配套才可以实现，也就是说，还需要显示器的最大分辨率与显卡的最大分辨率相匹配才能实现。例如要实现2048x1536的分辨率，除了显卡要支持之外，还需要显示器也要支持。而CRT显示器的最大分辨率主要是由其带宽所决定，而液晶显示器的最大分辨率则主要由其面板所决定。目前主流的显示器，17英寸的CRT其最大分辨率一般只有1600 x1200，17英寸和19英寸的液晶则只有1280 x1024，所以目前在普通电脑系统上最大分辨率的瓶颈不是显卡而是显示器。要实现2048x1536甚至2560 x1600的最大分辨率，只有借助于专业级的大屏幕高档显示器才能实现，例如DELL的30英寸液晶显示器就能实现2560 x1600的超高分辨率。,6.0、PCB板,PCB层数显卡接口输出接口散热装置,PCB是Printed Circuit Block的缩写，也称为印制电路板。就是显卡的躯体（绿色的板子），显卡一切元器件都是放在PCB板上的，因此PCB板的好坏，直接决定着显卡电气性能的好坏和稳定。,6.1、PCB层数,目前的PCB板一般都是采用4层、6层、或8层，理论上来说层数多的比少的好，但前提是在设计合理的基础上。,PCB的各个层一般可分为信号层(Signal)，电源层(Power)或是地线层(Ground)。每一层PCB版上的电路是相互独立的。在4层PCB的主板中，信号层一般分布在PCB的最上面一层和最下面一层，而中间两层则是电源与地线层。相对来说6层PCB就复杂了，其信号层一般分布在1、3、5层，而电源层则有2层。至于判断PCB的优劣，主要是观察其印刷电路部分是否清晰明了，PCB是否平整无变形等等。,6.2、显卡接口,常见的有P