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Tarjeta de Video
La tarjeta de video es sin lugar a dudas la tarjeta de expansión más importante en su computadora. Se le conoce como tarjeta de video, tarjeta de gráficos o acelerador de gráficos. Una tarjeta grafica es un dispositivo electrónico que nos permitirá mostrar la información del PC en el monitor. Sin esta tarjeta la salida de video de la computadora sería mucho más lenta y probablemente se limitaría solo a textos. La tarajeta de video le ofrece a su computadora la habilidad de mostrar imágenes, textos y gráficos en el monitor.
Normalmente está compuesta por un chip grafico o procesador grafico, que dependiendo d el fabricante que lo diseñe puede tener el nombre de VPU, GPU, etc. Estará acompañado de una memoria, en varios formatos y cantidades, Ramdac o Ramdacs, chip te TV, etc.
Para ofrecer la mejor imagen posible, la tarjeta de video debe corresponder al monitor que controla. Estos dos componentes deben corresponder a sus capacidades. La tarjeta de video debe controlar el monitor, y el monitor debe poder mostrar la salida de una tarjeta de video.
Cuando usted enciende su PC y abre el explorador y encuentra imágenes, videos o animaciones flash gratas a la vista, la tarjeta de video es parte responsable de lo que se muestra. ¿Imagínece que su computadora no tuviera estos componentes? :-( que horrible sería!!!!
Antes de comprar C una tarjeta de video para su PC, usted debería observar tres características muy importantes o componentes: su procesador o conjunto de chips, su bus y su memoria.
La tarjeta de video también controla la apariencia, el movimiento, el calor, el brillo y la claridad de las imágenes mostradas en el monitor. Esta tarjeta procesa cada bit de datos enviados al monitor mediante el software que se ejecuta en la computadora, convirtiendo datos digitales en texto, gráficos e imágenes en el monitor.
¿Cómo trabaja la tarjeta de video?
Todo lo que se muestra en el monitor se generan mediante software que se ejecuta en la computadora. El software podría ser el sistema operativo ( Windows, Macromedia Dreamweaver, Microsoft Word, Adobe, Photoshop). El software genera datos e instruccciones gráficas para una serie de cuadros de video que instruyen a la CPU de la computadora sobre cómo debe lucir cada salida del cuadro o marco de video. La CPU y la tarjeta de video luego trabajan juntas para crear la imagen mostrada en el monitor como la de abajo.
El sistema operativo o el software de aplicaciones generan ciertas instrucciones las cuales se envían a la CPU. La CPU ordena los datos y extrae las instruciones que necesita y envía el resto a la tarjeta de video. Dependiendo del tipo y de las capacidades de la tarjerta de video, la CPU, la tarjeta de video o ambos crean imágenes formateando pixeles para formar textos o imágenes en 2D o diminutos polígonos y triángulos para gráficos en 3D.
El texto, las imágenes, formas y sombras formadas por los pixeles y triángulos se generan en dos fases: la fase de transformación e iluminación y la fase de configuración.
En la fase de iluminación las imágenes mostradas en el monitor rara vez permanecen iguales. Cada vez que usted teclea o presiona los botones del ratón se produce un cambio en la pantalla. Cada uno de estos cambios, sin tener en cuenta cuán fuertes o sutiles puedan ser, se denomina transformación. Dependiendo del esquema de colores utilizado en su monitor, cuando usted escribe una carta o practica un juego, el texto o juego tienen colores, formas y sombras de contraste. Estos elementos de pantalla de generan en la fase luminosa. En la fase de transformación los pixeles y triángulos se organizan para crear la imagen deseada por el software de aplicaciones.
En la fase de configuración del proceso de generación de video este proyecta la imagen para pixeles o polígonos específicos en la pantalla. Este proceso que requiere mucha matemática determina la ubicación vertical, horizontal y en 3D de cada bit de datos creados por las fases de transformación e iluminación para describir la imagen. Las instruciones gráficas se proyectan a sitios específicos en la pantalla en lo que se denomina la configuración triángulos hardware, la cual prepara los datos para visualización.
Después que los datos gráficos han pasado por la fase de configuración, se almacenan en la memoria de la tarjeta de video. La memoria RAM de video también se le llama búfer de marco o de cuaddro porque contiene las instrucciones para cada cuadro de video como un búfer entre las fases de procesamiento y el proveso que convierte los datos digitales en la señal requerida por el monitor.
El RAMDAC (RAM digital to analogy converter, conversor RAM de digital a analógico o análogo) bien puede ser el componente más importanate en todo el proceso. El RAMDAC convierte los datos digitales almacenados en la memoria RAM de la tarjeta de video en una señal análogica que el monitor utiliza para crear imágenes en la pantalla. El RAMDAC lee constantemente de la memoria RAM de la targeta de video, convierte los datos en una señal analógica y los envía hacia el monitor. Debe recordar que los datos gráficos se actualizan alrededor de 70 veces por segundo, luego la mayoría de los datos enviados simplemente actualizan la pantalla sin cambiarla.
Estándares de la Tarjeta de Video
En las primeras computadoras las capacidades de la pantalla de video no incluían gráficos. La PC y la PC XT de IBM utilizaron el adaptador de pantalla monocromática (Monochrome Display Adapter, MDA) que mostraba sólo texto en un monitor monocromático (un solo color). Debido a que sólo texto era demaciado restrictivo, el adaptador de gráficos monocromático (Monochrome Graphics Adapter, MGA) que combinó gráficos y textos en el monitor monocromático pronto salió a la luz. Una compañía denominada Hercules Computer Technology, a la cual se le dio crédito por comenzar la evolución de gráficos en las computadoras, desarrolló el estándar MGA.
Tiempo después, la IBM desarrolló una cadena de estándares gráficos, cada uno con más capacidades gráficas que el anterior. El primero fue el CGA (Color Graphics adapter, Adaptador para gráficos a color) que incluía una gama de colores (diferentes a las sombras de un color). El CGA tenía la capacidad de mostrar hasta 16 colores, pero podía mostrar sólo 2 colores a su máxima resolución de 640 x 200.
IBM desarrolla también el EGA (Enhanced Graphics Adapter, adaptador mejorado para gráficos), el cual aumentó la resolución de la pantalla a 640 x 350 hasta 64 colores. Junto con los estándares de los MDA, MGA y CGA, el EGA quedó prácticamente fuera de uso.
El VGA (Video Graphics Adapters, matriz de gráficos de video), introducido en el 1987 por IBM, aumentó el número de colores disponibles para la pantalla a 256 en una resolución de 640 x 480. El VGA tuvo una calidad perdurable. Fue un estándar adoptado por muchos fabricantes de computadora, y todavía es el predeterminado para muchos sistemas operativos, incluidos Windows, en las computadoras de hoy.
Los estándares de video que siguieron al VCA se agrupan en una colección de estándares con la base en el SVGA (Super Video Graphics Array, matriz Super de gráficos de video), un estándar que desarrolló VESA (Asociación de estándares de electrónica para video), una organización de estándares conformada por fabricantes de monitores y tarjetas gráficas. SVGA incluye prácticamente todos los estándares gráficos de video que tienen mejor resolución o más colores que la VGA.
SVGA soporta una paleta de colores con más de 16 millones de colores y un rango de resoluciones que incluye 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024, 1,600 x 1,200 y superiores. No todas las tarjetas SVGA mostrarán todos los 16 millones de colores o soportarán todas las resoluciones SVGA. Dependiendo del fabricante de la tarjeta, se soporta parte o todo el estándar SVGA.
En la siguiente tabla se enumeran los estándares más populares para el adaptador de gráficos de video que están en uso actualmente. Observe que a medida que las resoluciones aumentan, el número de colores simultáneos que pueden mostrarse disminuye.
| Estándar de video |
Resoluciones |
Colores |
| |
|
|
| VGA (Vvideo Graphics Array) |
640 x 480
320 x 200 |
16
256 |
| SVGA (Super VGA) |
800 x 600
1,024 x 768
1,280 x 1,024
1,600 x 1,200 |
16
256
256
256 |
| XGA (Extended Graphics Array) |
640 x 480
1,024 x 768 |
65,536
256 |
Aunque as tarjetas de video en el mercado actual están menos ligadas a los estándares de video, para la mayoría de usuarios, son tarjetas SVGA, pero su enfoque es hacia el aumento de las capacidades de la tarjeta de video para procesar más información de gráficos y producir mejor despliegue de imágenes.
Una tarjeta se debe seleccionr por su precio, su memoria y el lenguaje para gráficos o API (interfaz para programa de aplicaciones) que utiliza para producir gráficos 3D en vez del estándar de video.
Componentes de la Tarjeta de Video
Una tarjeta de video es prácticamente un sistema de computación independiente que se monta dentro de la computadora para manejar reproducción de gráficos de video en el monitor. Tiene sus propios procesador, BIOS, memoria, conjunto de chips y conectores, y todos ellos enfocados hacia el procesamiento de imágenes gráficas para su visualización.
Procesador de video - Las fases de transformación e iluminación se realizan en la tarjeta de video mediante su procesador, la cual también se llama unidad de procesamiento para gráficos o GPU (Graphics Processing Unit). La CPU extrae las instrucciones de gráficos dede el flujo de datos del software de aplicaciones y la pasa a la GPU por el bus de interfaz en uso. La GPU realiza los cálculos requeridos para producir los datos necesarios para la fase de configuración. Al igual que los datos procesados en la CPU, estos datos se escriben en la memoria de la tarjeta de video para utilizarlos en la fase de configuración. Sin tener en cuenta cuál procesador realiza las fases de transformación e iluminación (la CPU o el GPU), existe mucha más información producida en estos cálculos de la recibida desde la aplicación. Cuando la GPU realiza esta tarea, existen menos datos transmitidos por el bus del sistema, lo cual reduce la carga de trabajo de la CPU. Debido a que no tiene otras responsabilidades, la GPU puede procesar la información para gráficos aproximadamente 10 veces más rápido que la CPU.
Memoria de video - Se requiere cierta cantidad de memoria para contener la información de gráficos que pase a la fase de configuración desde las fases de transformación e iluminación. La cantidad de memoria necesaria se relaciona directamente con la cantidad de información de gráficos que se pase, la resolución del monitor y el número de dimenciones de los gráficos que se están generando. Por ejemplo, una pantalla de texto monocromático en un monitor MDA requiere menos de 2KB de espacio, pero las pantallas de alta resolución de 3D de hoy pueden utilizar hasta 64MB de RAM de video.
Al igual que el procesador de video, la ubicación de la memoria utilizada para almacenar la información de gráficos también ha cambiado. Los 2KB de memoria utilizada por una pantalla MDA fue tomada del área de memoria superior en la memoria RAM de la computadora. Esto era apropiado en ese momento porque la CPU hacía la mayor parte del procesamiento para los gráficos de texto monocromático. Trabajar desde la memoria del sistema era conveniente y, al mismo tiempo, menos costoso que poner memoria RAM en la tarjeta de video. Sin embargo, debido a que la necesidad de memoria de video aumentaba de kilobytes a megabytes y existía la necesidad de transferencias de datos más rápidas, memorias de video más comúnmente llamadas RAM de video ahora se encuentra ubicada en la tarjeta de video junto con la GPU, la cual realiza la mayor parte del procesamiento.
Resolución - Los dos factores que tienen impacto en la cantidad de memoria RAM de video necesaria en la tarjeta de video son la resolución y la profundidad de colores. Cada pixel de la pantalla requiere cierta cantidad de datos para codificar exactamente cómo debe aparecer. A medida que aumenta el número de pixeles utilizado para crear la visualización en pantalla, también lo hace el número de datos utilizados para describir la pantalla.
La resolución es el número de pixeles utilizados para generar un despliegue de pantalla. A pesar de que es cierto que el tamaño de la pantalla (como 15 pulgadas, 17 pulgadas, etc.) tiene algo que ver con el número de pixeles disponibles, utilizar más pixeles para crear una imagen obviamente aumentará la cantidad de detalles en el dibujo y mejorará su calidad. Un monitor que utilice una resolución de 640 x 480 (640 pixeles en cada línea horizontal y 480 filas de pixeles) utiliza 307,200 pixeles para crear el despliegue en pantalla. Si el mismo monitor se programa a una resolución de 1280 x 960, utiliza 1,228,800 pixeles, en el mismo espacio de despliegue. A medida que el conteo de pixeles aumenta en un monitor, el tamaño de cada pixel y el espacio alrededor de él debe reducirse para ajustar en el espacio de la pantalla.
A medida que aumenta la resolución, el detalle en la pantalla también aumenta, mientras que su tamaño disminuye. Trate de utilizar la ficha de Configuraciones en la Configuración de la pantalla de una computadora Windows para cambiar la resolución de despliegue. Siga estos pasos:
En el escritorio de Windows, pulse el botón derecho del ratón para que aparezca el menú de acceso directo de Escritorio, que se muestra a continuación:
Seleccione Propiedades para abrir la ventana de Propiedades de la pantalla.
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Seleccione la pestaña Configuración para mostrar las configuraciones de resolución y profundidad de color que están en uso actualmente. Observe las configuraciones de pantalla actuales en uso.
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Deslice el puntero en el área de pantalla hacia la izquierda para seleccionar otra resolución y otra selección en colores de la lista desplegable Colores.
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Pulse el botón izquierdo del ratón sobre el botón Aplicar para cambiar las configuraciones de la pantalla. En Windows 98 aparecerá un cuadro de advertencia sobre compatibilidad, preguntándole si desea reiniciar la computadora con los nuevos colores o aplicarlos sin reiniciar. Seleccione la segunda: ¿Aplicar nuevas configuraciones de color sin reiniciar? y luego pulse Aceptar.
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En Windows XP aparecerá una ventana preguntándole si desea dejar esa configuración con los nuevos colores mientras un cronómetro con 15 segundos de tiempo comienza el conteo, Pulse en Si.
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En ambos, en la pantalla aparecerá con sus nuevas configuraciones. Ahora repita este procedimiento cambiando las configuraciones de la pantalla a la resolución y profundidad de color más altos disponibles.
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Devuelva las configuraciones de la pantalla a sus configuraciones originales.
Profundidad de Color - El otro factor importante para determinar la cantidad de RAM de video que requiere un sistema es la profundidad de color, que es el número de colores individuales que cada pixel puede mostrar. La profundidad de color se expresa como el número de bits utilizados para describir cada color en el conjunto de colores.
El número de bits en la profundidad de color determina el número de colores que pueden mostrarse. Por ejemplo, el color de 8 bits utiliza 8 bits para numerar cada uno de los colores. En números binarios, el rango en números disponibles en 8 bits es 00000000 a 11111111, o el rango en números decimales de 0 a 255, lo que representa 256 colores diferentes. Los colores incluidos en la paleta de colores para una profundidad de colores en particular se representan en los valores binarios almacenados en el número de bits disponibles.
La determinación del número de colores que incluye la profundidad de un color en particular, se representa como el número binario más grande que pueda mostrarse en el número de bits de la profundidad del color más uno. Esto significa que la profundidad de un color de 16 bits puede mostrar 65.536 colores (215 + 1), la profundidad de un color de 24 bits tiene más de 16.7 millones de colores que cada pixel podría mostrar de forma concebible y la profundidad de un color de 32 bits soporta más de 4 mil millones de colores. Dependiendo de la computadora, de la tarjeta de video y del monitor, la configuración de 24 bits o 32 bits es lo que normalmente se llama configuración de True Color.
Proporción de aspecto - Otra medida utilizada para definir las capacidades del despliegue de video es su proporción de aspecto. Ésta es la proporción de pixeles horizontales a pixeles verticales utilizados para crear el despliegue. La proporción de aspecto estándar es 4:3, la cual se utiliza para resoluciones 640 x480, 800 x 600 y 1280 x 768. La proporción de aspecto determina cuán bien ciertas formas, como los círculos, pueden dibujarse en la pantalla sin distorsión. Como usuario, la proporción de aspecto no es gran cosa, pero si es un diseñador gráfico o programador, puede hacer la diferencia en la calidad de la imagen producida por la tarjeta de video.
Conjuntos de chips - también llamados chip gráficos los cuales soportan todas las funciones realizadas por la GPU, así como las intefaces, transferencias de datos y compatibilidad de la tarjeta. El conjunto de chips de video es importante porque contiene la clave para el rendimiento de la tarjeta, las capacidades y la compatibilidad.
BIOS de video - El BIOS de video ofrece una interfaz entre el BIOS del sistema, el sistema operativo de la computadora personal, y todos los programas de aplicaciones que se ejecutan en el computador personal a la tarjeta de video y al monitor. Lo que tiene impacto en la tarjeta de video a nivel del BIOS son las interfases de video, los requisitos de los recursos del sistema y los controladores de video.
