Tarjeta Grafica
Las personas por lo general se refieren a las tarjetas graficas con varios nombre tales como: Tarjetas de Video, o Aceleradoras de graficos. Llamar a las tarjetas graficas con otro nombre no cambia su esencia.
Las tarjetas graficas son un componente interno que le permite al Computador procesar y presentar Imagenes y graficos.
Estas traen su propio procesador y tambien tienen una tarjeta de memoria (esta recibe el nombre de Memoria de video). En conclucion una tarjeta grafica es un minicomputador, por asi decirlo, especializado en procesamientos graficos y gracias a esto se aligera un poco la carga del trabajo del procesador central del Computador.
Hace unos pocos años, estos componentes pasaban desapercibidos al instante de la compra de un nuevo equipo, porque las tarjetas madre modernas suelen venir con un chip especializado en el procesamiento grafico. Pero gracias a su desarrollo y el aumento de las necesidades graficas como los Juegos mas avanzados, y el nuevo Windows (Windows Vista), su notoriedad en la vida del Computador crecio considerableme
nte.
"En esta epoca tenian funciones de acelerar graficos en 2D y 3D, Siendo dispositivos esenciales solo para los Aficionados a lo Videojuegos".
Hoy en dia las tarjetas greficas o de Video son mucho mas potentes (Sus procesadores graficos evolucionan tan rapido como los 'Cerebros' de los PC) y sus capacidades para realizar efectos de sombras, y texturas han sido optimizadas, sobre todo el campo de los videojuegos.
Estos dispositivos no solo son esenciales para los Fanaticos de los Videojuegos, tambien son necesarios para las personas que deseen tener una buena experiencia digital, Con aceleracion de Video de una alta definicion e incluso soporte para HD-DVD y Blu-ray (los Formatos sucesores del DVD)
Windows Vista se puede tomar como ejemplo de la situacion presentada. La nueva version del Sistema Operativo (S.O.) Windows Vista presenta
DirectX 10, una tecnologia de software que posibilita generar ambientes graficos mucho mas realistas y detallados, aumentar la velocidad en la ejecucion de tareas, mayor refinamiento en la creacion de escenas mas complejas.
Por eso para explotar al maximo Windows Vista (especialmente en versiones superiores a Home Basic), demos de requerir en nuestra computadora una tarjeta grafica independiente con un minimo de 256MB de memoria de video.
Y para los mas aficionados a los videojuegos mas exigentes o profesionales con necesidades graficas especiales, ATI (ahora AMD) y Nvidia, dos de los mayores vendedores de targetas graficas, han creado sistemas particularment
e avanzados.
El primero, por ejemplo, ofrece una configuracion denominada
CrossFire, que emplea dos tarjetas de video que trabajan en paralelo y combinan para ofrecer mayor potencia e incrementar de forma notable el rendimiento grafico de nuestro computador. Nvidia, por su lado, ofrece un sistema parecido al de su competidor: SLI
Vale la pena mencionar que las tarjetas graficas actuales se conectar a la tarjeta madre del computador mediante ranuras PCi Express, estas tienen una capacidad de transferencia de datos (500 MBps por carril) susperior a las que ofrecian las ranuras empleadas en los PC de hace tres o cuatro años (PCI y AGP). por lo tanto, PCI Express es otro adelanto significativo en las computadoras actuales.
Algunos aspectos básicos de la 3D
API (Interfaz de Programación de Aplicaciones): Un conjunto de rutinas usadas por un programa de aplicaciones para solicitar y transportar servicios de nivel más bajo ejecutados por el sistema operativo de una computadora. O en un lenguaje más comprensible: un conjunto de rutinas situado entre el hardware (por ejemplo, la CPU y el procesador de video) y la aplicación de software (por ejemplo, un juego). Los desarrolladore
s pueden escribir sus códigos una sola vez para el API y habilitarlo para que funcione en cualquier otro hardware.
DirectX: Un API de Microsoft Windows concentrado en el desarrollo de contenido de multimeda. En palabras de Microsoft : "Proporciona el primer conjunto completo de herramientas para que los desarrolladore
s tengan acceso a la flexibilidad de plataforma cruzada de la Internet y a la poderosa capacidad de multimedia de la computación personal". El DirectX 6.0 está optimizado para 3DNow! y en julio de 1998 estará disponible para impulsar el desempeño de las PCs basadas en el AMD-K6-2.
Direct3D: Un API DirectX usado específicamente para los gráficos 3D. Microsoft está promoviendo intensamente a Direct3D como un importante API que permite juegos y otras aplicaciones 3D. Al ser parte de DirectX 6.0, el Direct3D está optimizado para la Tecnología 3DNow!
OpenGL: Un API usado durante mucho tiempo en el espacio de estaciones de trabajo 3D de alta calidad. Muchos desarrolladore
s de juegos también están usando este API. El OpenGL se optimizará para la Tecnología 3DNow!
AGP (Puerto Avanzado para Gráficos): El AGP sirve como conexión de alta velocidad de punto a punto entre el conjunto de chips del sistema (puente norte) y el chip AGP de gráficos. El AGP intenta mejorar la calidad, la velocidad de los marcos y la interactividad de las aplicaciones 3D a un costo accesible. La característica clave del AGP es su interfaz de alta velocidad a la memoria principal. Esto significa que el buffer de marco (y más importante aun, las funciones de atrapar del buffer de marco) pueden existir en la memoria principal en lugar de en la tarjeta (reduce los costos). Por tanto, las funciones 3D como los mapas de texturas pueden ser mayores y llevadas a la memoria principal en lugar de almacenarlas en el buffer de marco, lo cual hace que éste sea más pequeño.
Color de 16, 24 y 32 bits: Cada pixel es representado por un color. El modo de 16 bits puede producir 65.536 colores, mientras que el modo de 24 bits puede producir 16,7 millones de colores. El modo de 32 bits tiene la misma cantidad de colores que el de 24 bits; sin embargo, los gráficos de 32 bits pueden manipularse mucho más rápidamente que los de 24 bits. Los gráficos de 32 bits también requieren alrededor de 25% más de memoria. Como los humanos no pueden distinguir más de 10 millones de colores, se considera que los gráficos de 24 y 32 bits proporcionan calidad fotográfica.
Velocidad blit: Se le llama "blitting" al proceso de copiar un conjunto ordenado de datos de la memoria principal de una PC a la de la tarjeta de video. A la velocidad de esa operación se le dice "velocidad blit".
Velocidad de relleno: Una medida de los pixeles que puede dibujar una tarjeta 3D en un segundo.
Objetos móviles (sprite): Un objeto gráfico (con frecuencia un símbolo o cursor) que se puede mover alrededor de una imagen de trasfondo.
Motor: La porción de un programa de software que administra y actualiza los gráficos de tiempo real.
Polígono: Una forma cerrada con "interior" y "exterior" de al menos tres líneas: por ejemplo, un triángulo. El triángulo (un polígono simple de 3 lados) es la base de los objetos creados en un ambiente 3D.
Un aspecto fundamental de la 3D: En la mayoría de las aplicaciones 3D los objetos están hechos de polígonos organizados de diversas formas para crear una imagen real. Casi siempre se necesitan cientos o miles de polígonos para un solo objeto 3D, lo que crea una masiva cantidad de datos a generar o manipular. La Tecnología 3DNow! es ideal para este tipo de ambiente.
Pixel [PI(X)tructure Element]: La unidad más pequeña de los gráficos generados por un adaptador de video y que usualmente tiene casi el tamaño de la punta de un alfiler. Los pixeles pueden ser casi de cualquier color, dependiendo de la capacidad del adaptador.
Texel [TE(X)tructure Element]: Un pixel de un mapa de texturas que ha sido aplicado a un polígono.
Malla: Término para un objeto o escena 3D, nombrado de esa forma porque se asemeja a una escultura de malla alámbrica.
Marco de alambre: Una visualización burda de un objeto mediante el uso de líneas que representan los lados de un polígono, lo que lo asemeja a una escultura de malla alámbrica.
Sombreado plano: Muestra las superficies y los colores de forma burda. Frecuentemente, los objetos aparecen faceteados (poca o ninguna "suavidad" entre los polígonos).
Sombreado suave: Muestra las superficies coloreadas y "suavizadas". Actualmente es un modo de visualización muy popular porque el hardware puede apoyarlo.
Textura suave: Comienza a verse como una interpretación terminada. Requiere una enorme fuerza y memoria de la CPU.
Nota acerca de las imágenes visualizadas: Mientras más preciso o detallado es el modo de visualización, más tiempo demora en trazar de nuevo una escena y sus objetos.
Iluminación: Se necesita luz para iluminar los objetos que rotan, de forma que aparezcan lo más reales posibles en la representación final. En el software 3D se usan cuatro tipos principales de luces:
* Luces omni - Semejante a una bombilla que ilumina en todas direcciones
* Luces de reflector (spot) - Resaltan una parte del objeto.
* Luces distantes - Se usan para simular fuentes distantes de luz como la luna, que produce sombras paralelas.
* Luz ambiental - Presente en todo el espacio 3D. Se usa para simular la luz querebota de otros objetos.
Reflejos especulares: Los reflejos de los objetos brillosos.
Interpretación (rendering) (algunas veces se le dice "rastreo") (rasterization): Un proceso mediante el cual la computadora interpreta todos los datos de los objetos y las luces y después crea una imagen terminada que se visualiza desde la perspectiva seleccionada.
Simulación plana: Crea superficies de polígonos muy definidas, cada una de un sólo color. Es una forma muy rápida, pero burda, de interpretar una escena.
Sombreado Gouraud: Mezcla suavemente las superficies de los objetos. Produce superficies más reales que las de la interpretación plana. Muchos de los nuevos juegos 3D de tiempo real y simuladores de vuelo usan el sombreado Gouraud (algunas veces llamado "sombreado suave").
Sombreado Phong: Una forma más real y compleja de sombreado que la de Gouraud, y que requiere aun más potencia de computación.
Trazado de rayo: El más alto nivel de calidad de interpretación para la mayoría de las aplicaciones de desarrollo 3D de las computadoras de escritorio. Permite que un rayo rebote en las superficies y se quiebre, al igual que la luz real. Los resultados son muy reales y extremadamente precisos, con sombras, reflejos e incluso refracción.
Transformacion es: Operaciones que alteran la posición, el tamaño o la orientación de un objeto. Las transformacion
es más comunes son Transferencia, Escala y Rotación.
Deformaciones: Similar a las transformacion
es, pero los objetos se alteran: se tuercen, doblan, desnivelan, etc.
Recorte: Eliminación de cualquier polígono que esté fuera del campo visual del observador.
Mapeo (mapeo de texturas): Proceso de desarrollar y asignar atributos materiales a un objeto para permitir una apariencia real. Antes de aplicar texturas, todos los objetos en un paquete 3D tienen una apariencia plástica original, ya sea gris o alguna variedad de colores. El mapeo de texturas le aporta a los objetos color, terminación y textura específicos.
La clave para lograr efectivas escenas 3D es la práctica: ¡práctica para ser imperfecto! En realidad, los objetos tienen bordes ásperos e imperfecciones
. El mapeo de texturas permite ese tipo de realidad. Piense en una roca: una pared de rectángulos ligeramente desiguales y con superficies del mismo color gris sin brillo se ve tan poco convincente como una pared de bloques perfectos. Pero cuando una textura imperfecta de "roca" se añade a los objetos, esos mismos simples bloques grises en realidad lucen como rocas.
Textura: Una imagen mapeada en bits, ya sea escaneada o pintada, que aporta cualidades materiales reales.
Mapa de bits (BMP): Un formato común de imágenes de 24 bits. Creado originalmente por Microsoft como el formato nativo para icónos e imágenes en el ambiente Windows.
JPG: Usado más frecuentemente para almacenar imágenes fotográficas (muy popular en el Web).
GIF: Muy usado por productos comerciales o de programas compartidos -- se usa con frecuencia como el formato estándar para las imágenes en el Web -- también cuenta con el formato animado, que se usa en muchas animaciones sencillas de gráficos en el Web.
Las más importantes características del mapeo de textura son corrección de perspectiva, topografía MIP y filtrado bilineal.
Corrección de la perspectiva: Corrige las texturas para ajustarlas a la perspectiva del observador.
Los juegos actuales tienden a usar triángulos relativamente grandes y emplean mapas de texturas para ofrecer muchos más detalles que no podrían obtenerse de otra forma. Mientras que mantener la perspectiva correcta en el proceso de mapeo de texturas es una operación de computación intensiva, las soluciones alternativas producen una visible distorsión y texturas que dan vueltas -- que distraen en pequeñas dosis y marean cuando son muchas.
Mapeo MIP: Esta técnica mejora la calidad de la imagen de los objetos 3D distantes. Los mapas MIP son múltiples texturas de resoluciones variables que representan la textura cuando se observan desde diferentes distancias, y que son transferidas a la textura mientras el punto de vista se aproxima al objeto. Esto hace posible que pueda prevenirse un desorden caótico en los objetos distantes.
Filtración bilineal: (La forma avanzada es la filtración trilineal)
La filtración bilineal es una de las formas más simples de evitar un efecto pixelado (bloqueo) dentro de las texturas, que puede ser especialmente obvio cuando el que observa se acerca a un objeto de textura mapeada, como una pared. Esta característica suaviza las texturas al colorear cada texel con un promedio compensado de los valores del color de los cuatro texeles circundantes. La diferencia en la calidad obtenida es extraordinaria, particularment
e en los casos en que se amplían los mapas de texturas.
Anti-Aliasing: Como las imágenes digitales están hechas básicamente de una matriz de puntos, las líneas que no son perfectamente horizontales o verticales pueden crear objetos con líneas irregulares (un efecto llamado "escalonado"). A esas imágenes de bordes ásperos se les llama frecuentemente "jaggies".
El anti-aliasing reduce las irregularidade
s al llenar los pixeles de los puntos irregulares con colores intermedios entre el color de la línea y el color del trasfondo, lo que suaviza los bordes y hace más fluida la línea.
Niebla: Es uno de los efectos atmosféricos más comunes que permite ver claramente los objetos cercanos mientras puede hacer borrosos los objetos lejanos. Por ejemplo, puede parecer que los objetos desaparecen entre una niebla distante. Este efecto no sólo es atmosférico: a los desarrolladore
s les gusta usarlo porque al mismo tiempo pueden reducir la cantidad de detalles de una escena y, por tanto, reducen la carga de procesamiento en la CPU y el acelerador de gráficos.
Z-Buffering: Una popular característica relativamente nueva para manejar con precisión los objetos superpuestos en el espacio 3D. Con frecuencia se usa para crear un efecto de niebla. En lugar de almacenar sólo la posición espacial (x,y) de un pixel, la característica z-buffering también almacena profundidad. Al buffer que contiene esos valores de profundidad se le llama z-buffer.
Mezclas alpha: Método de mezclar texturas para permitir numerosos efectos visuales como la reflexión o transparencia parcial. Los objetos pueden parecer "de cristal" como el agua transparente, o explosiones "vistas a través".
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