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常見硬體術語大全(七)：顯示卡術語

七、顯示卡術語解釋

EDO DRAM (Extended Data Out DRAM)：擴展資料輸出DRAM。

對DRAM的訪問模式進行一些改進，縮短記憶體有效訪問的時間。

VRAM (Video DRAM)：視瀕RAM。

這是專門為了圖形套用最佳化的雙連接阜存儲器（可同時與RAMDAC以及CPU進行資料交換），能有效地防止在訪問其他類型的記憶體時發生的衝突。

WRAM (WINDOWS RAM)：增強型VRRAM，性能比VRAM提高20%，可加速常用的如傳輸和模式填充等視瀕功能。

SDRAM (Synchronous DRAM)：同步DRAM。

它與系統總線同步工作，避免了在系統總線對異步DRAM進行操作時同步所需的額外等待時間，可加快資料的傳輸速度。

SGRAM (Synchronous Graphics DRAM)：同步圖形RAM，增強型SDROM。

它支持寫掩碼和塊寫。寫掩碼能夠減少或消除對記憶體的讀-修改-寫的操作；塊寫有利於前景或背景的填充。

SGRAM大大地加快了顯示記憶體與總線之間的資料交換。（如：麗台S680、Banshee）

MDRAM (Multibank DRAM)：多段DRAM。

MDRAM可劃分為多個獨立的有效區段，減少了每個工作在進行顯示重新整理、視瀕輸出或圖形加速時的時間損耗。

RDRAM (Rambus DRAM)：主要用於特別高速的突發操作，訪問頻率高達500MHz，而傳統記憶體只能以50MHz或75MHz進行訪問。

RDRAM的16 Bit 帶寬可達 1.6Gbps（EDO的極限帶寬是533Mbps），32Bit帶寬更是高達4 Gbps。

二、3D顯示卡的基本3D功能：

1. Alpha Blending: ALPHA混合。

ALPHA是3D紋理元素顏色特性中的特殊通道，利用它可對紋理(Texture)圖像進行顏色混合，產生透明效果。

2. Billinear Filternig: 雙線過濾。

一種紋理映射技術，能夠減少在紋理縮放時由於色彩分配不均而產生的塊狀圖。

3. Dithering：抖動。

這是變化顏色像素(Pixel)的排列以得到一種新顏色的程序。

4. Flat Shading：一種基本的繪製技術，用它繪製的每個三角形內部都使用同種顏色。

5. Fogging：霧化。

將某種顏色與背景混合從而隱藏背景以達到霧狀效果。

6. Gouraud Shading：用三角形頂點的顏色來進行插值(Interpolation)得到三角形內部每個點顏色。

7. Mipmap：MIP映射。

它可以在記憶體中儲存不同解析度和尺寸的紋理圖形，當3D對像移動時允許紋理光滑變化。

8. Perspective Correction：透視修正。

在不同的角度和距離都能更真實地反映在3D場景中進行紋理光滑變化。

9. Point Sampled：點抽樣。

一種簡單的紋理映射技術，用最近的紋理元素來決定當前點的顏色。

10. Texture Mapping：紋理映射。

在3D物體上貼上位圖(Bitmap)或圖像，使物體具有真實感。

11. Transparency：透明。

12. Z-BUFFER：它是用來存放場景像素深度的顯示記憶體區。

13. Gamma Correction：伽瑪糾正。

為了補償由於顯示器偏差而導致的圖形失真，伽瑪糾正就對圖形進行亮度糾正。

三、3D顯示卡的三大API

API(Application Progam Interface 應用程式接頭)：是3D應用程式和3D顯示卡進行通訊的軟體接頭。

1.Direct 3D: 它是MICROSOFT的Direct X中的中間接頭界面。

在某些3D功能無法由硬體實現時，Direct 3D可以用軟體仿真大多數3D功能，提高3D圖形顯示速度，它的動畫特徵質量相當高，非常適用於遊戲開發。

2.Heidi(也叫Quick Draw 3D)：它是一個純粹的立即模式視窗，主要適用於套用開發，Heidi靈活多變，能夠處理非常複雜的幾何圖形，擴展能力強，支持交互式渲染，最主要的是它得到了Autodesk的大力支持（Autodesk 就是著名的AUTOCAD和3D SUTDIO、3DMAX生產廠家）

3.OpenGL(開放式三維圖形庫)是由SGI公司所開發的（SGI一間生產非PC圖形工作站的公司，包括其軟體Waterfull alias maya，其知名度相當於PC界的Intel)。

OpenGL是一個獨立平台，具有可移植性。

它能夠快速繪製2D和3D對象，在分佈式環境中協同工作，是大型科學和工程進行高複雜3D圖形設計的標準應用程式接頭。

16-、 24-和32-位色：16位色能在顯示器中顯示出65,536種不同的顏色，24位色能顯示出1670萬種顏色，而對於32位色所不同的是，它只是技術上的一種概念，它真正的顯示色彩數也只是同24位色一樣，只有1670萬種顏色。

對於處理器來說，處理32位色的圖形圖像要比處理24位色的負載更高，工作量更大，而且用戶也需要更大的內來存執行在32位色模式下。

2D卡：沒有3D加速引擎的普通顯示卡。

3D卡：有3D圖形晶片的顯示卡。

它的硬體功能能夠完成三維圖像的處理工作，為CPU減輕了工作負擔。

通常一款3D加速卡也包含2D加速功能，但是還有個別的顯示卡只具有3D圖像加速能力，比如Voodoo2。

Accelerated Graphics Port (AGP)高速圖形加速接頭：AGP是一種PC總線體系，它的出現是為了彌補PCI的一些不足。

AGP比PCI有更高的工作頻率，這就意味著它有更高的傳輸速度。

AGP可以用系統的記憶體來當作材質緩衝，而在PCI的3D顯示卡中，材質只能被儲存在顯示卡的顯示記憶體中。

Alpha Blending（透明混合處理）：它是用來使物體產生透明感的技術，比如透過水、玻璃等物理看到的模糊透明的景象。

以前的軟體透明處理是給所有透明物體賦予一樣的透明參數，這顯然很不真實；如今的硬體透明混合處理又給像素在紅綠藍以外又增加了一個數值來專門儲存物體的透明度。

進階的3D晶片應該至少支持256級的透明度，所有的物體（無論是水還是金屬）都由透明度的數值，只有高低之分。

Anisotropic Filtering (各向異性過濾）：（請先參看二線性過濾和三線性過濾）各向異性過濾是最新型的過濾方法，它需要對映射點周圍方形8個或更多的像素進行取樣，獲得平均值後映射到像素點上。

對於許多3D加速卡來說，採用8個以上像素取樣的各向異性過濾幾乎是不可能的，因為它比三線性過濾需要更多的像素填充率。

但是對於3D遊戲來說，各向異性過濾則是很重要的一個功能，因為它可以使畫面更加逼真，自然處理起來也比三線性過濾會更慢。

Anti-aliasing（邊緣柔化或抗鋸齒）：由於3D圖像中的物體邊緣總會或多或少的呈現三角形的鋸齒，而抗鋸齒就是使畫面平滑自然，提高畫質以使之柔和的一種方法。如今最新的全屏抗鋸齒（Full Scene Anti-Aliasing）可以有效的消除多邊形結合處（特別是較小的多邊形間組合中）的錯位現象,降低了圖像的失真度。

全景抗鋸齒在進行處理時,須對圖像附近的像素進行2-4次采樣,以達到不同級別的抗鋸齒效果。

3dfx在驅動中會加入對2x2或4x4抗鋸齒效果的選項,根據串聯晶片的不同,雙晶片Voodoo5將能提供2x2的抗鋸齒效果,而四晶片的卡則能提供更高的4x4抗鋸齒級別。

簡而言之，就是將圖像邊緣及其兩側的像素顏色進行混合，然後用新產生的具有混合特性的點來替換原來位置上的點以達到柔化物體外形、消除鋸齒的效果。

API（Application Programming Interface）應用程式接頭：API是存在於3D程序和3D顯示卡之間的接頭，它使軟體執行與硬體之上。

為了使用3D加速功能，就必須使用顯示卡支持的API來編寫程序，比如Glide, Direct3D或是OpenGL。

Bi-linear Filtering（二線性過濾）：是一個最基本的3D技術，現在幾乎所有的3D加速卡和遊戲都支持這種過濾效果。

當一個紋理由小變大時就會不可避免的出現「馬賽克」現象，而過濾能有效的解決這一問題，它是通過在原材質中對不同像素間利用差值算法的柔化處理來平滑圖像的。

其工作是以目標紋理的像素點為中心，對該點附近的4個像素顏色值求平均，然後再將這個平均顏色值貼至目標圖像素的位置上。

通過使用雙線性過濾，雖然不同像素間的過渡更加圓滑，但經過雙線性處理後的圖像會顯得有些模糊。

Environment Mapped Bump Mapping（環境映射凹凸貼圖）：真實世界中的物體表面都是不光滑的，所以需要通過凹凸模擬技術來體現真實物體所具有的凹凸起伏和褶皺效果。

傳統的3D顯示卡多採用浮雕（Emboss）效果來近似實現凸凹映射，這種浮雕效果的逼真度有限，難以顯示細微的稜角處的反光效果和在複雜的多環境光源中的效果，更無法表現水波和氣流等特殊流體的效果。

而環境映射凸凹貼圖是在標準表面紋理上再映射一層紋理，紋理的內容相同但位置相錯，錯位深度由深度信息和光源位置決定，再根據表現對象的不同，將下層紋理進一步處理為上層紋理的陰影或底面，這樣就逼真地模擬出了真實物體表面的凸凹褶皺效果。

Gouraud Shading（高氏渲染）：這是目前較為流行的著色方法，它為多邊形上的每一個點提供連續色盤，即渲染時每個多邊形可使用無限種顏色。

它渲染的物體具有極為豐富的顏色和平滑的變色效果。

Mip-mapping（Mip映射）：Mip-mapping的核心特徵是根據物體的景深方向位置發生變化時，Mip映射根據不同的遠近來貼上不同大小的材質貼圖，比如近處貼512x512的大材質，而在遠端物體貼上較小的貼圖。

這樣不僅可以產生更好的視覺效果,同時也節約了系統資源。

Phong Shading（補色渲染）：這是目前最好、最複雜的著色方法，效果也要優於Gouraud Shading。

它的優勢在於對「鏡面反光」的處理，通過對模型上每一個點都賦予投射光線的總強度值，因此能實現極高的表面亮度，以達到「鏡面反光」的效果。

S3TL（Transform and lighting）（「變形與光源」技術）：該技術類似於nVidia最新的T&L技術，它可以大大減輕CPU的3D管道的幾何運算程序。

「變形與光源」引擎可用於將來的OpenGL和DirectX 7圖形接頭上，使遊戲中的多邊形產生率提高到4到10倍。

這極大的減輕了軟體的複雜性，也使CPU的運算負擔得到極大的降低，因此對於CPU浮點速度較慢的系統來說，在此技術的支持下也能有較高速度的圖形處理能力。

S3TC（S3 Texture mpression）/DXTC/FXT1：S3TC是S3公司提出的一種紋理壓縮格式，其目的是通過對紋理的壓縮，以達到節約系統帶寬並提高效能的目的。

S3TC就是通過壓縮方式，利用有限的紋理緩衝空間來存儲更多的紋理,因為它支持6:1的壓縮比例,所以6M的紋理可以被壓縮為1M存放在材質緩衝中，從而在節約了緩衝的同時也提高了顯示性能。

DXTC和FXT1都是與S3TC類似的技術，它們分別是微軟和3dfx開發的紋理壓縮標準，DXTC雖然在Direct 6中就提供了支持，但至今也沒有得到遊戲的支持，而FXT1能提供比S3TC更高的壓縮比，達到8:1，同時它也將在3dfx新版本的Glide中得到支持。

T&L（Transform and Lighting）變形與光源處理：這是nVidia為提高畫質而研究出來的一種新型技術，以往的顯示卡技術中，為了使物體圖像真實，就不得不大量增加多邊形設計，這樣就會導致速度下降，而採用較少的多邊形呢，畫面又很粗糙。

GeForce256中採用的這種T&L技術其特點是能在不增加物體多邊形的前提下，進一步提高物體表面的邊緣圓滑程度，使圖像更真實準確生動。

此外光源的作用也得到了重視：傳統的光源處理較為單一，無生動感可言，而GeForce256擁有強大的光源處理能力，在硬體上它支持8個獨立光源，加上GPU的支持，即時處理的光源將讓畫面變得更加生動真實，可以產生帶有反射性質的光源效果。

Trilinear Filtering（三線性過濾）：三線性過濾就是用來減輕或消除不同組合等級紋理過渡時出現的組合交疊現象。

它必須結合雙線性過濾和組合式處理映射一併使用。

三線性過濾通過使用雙線性過濾從兩個最為相近的LOD等級紋理中取樣來獲得新的像素值，從而使兩個不同深度等級的紋理過渡能夠更為平滑。

也因為如此，三線性過濾必須使用兩次的雙線性過濾，也就是必須計算2x4=8個像素的值。

對於許多3D加速開來說，這會需要它們兩個時鐘週期的計算時間。

W-Buffer：W-Buffer的作用與Z-Buffer類似，但它的作用範圍更小、精度更高。

它可以將不同物體和同一物體部分間的位置關係進行更加細緻的處理。

Z-Buffer：這是一項處理3D物體深度信息的技術，它對不同物體和同一物體不同部分的當前Z坐標進行紀錄，在進行著色時，對那些在其他物體背後的結構進行消隱，使它們不被顯示出來。Z Bufer所用的位數越高，則代表它能夠提供的景深值就越精確。

現在圖形晶片大多支持24bit Z-Buffer而加上8bit的範本Buffer後合稱為32bit Z-Buffer。

顯示記憶體：與主機板上的記憶體功能一樣，顯示記憶體是也是用於存放資料的，只不過它存放的是顯示晶片處理後的資料。

3D顯示卡的顯示記憶體較一般顯示卡的顯示記憶體不同之處在於：3D顯示卡上還有專門存放紋理資料或Z－Buffer資料的顯示記憶體，例如帶有6M顯示記憶體的VooDoo Ⅰ顯示卡，其中的2M顯示記憶體就是用於上述用途。

由於3D的套用越來越廣泛，以及大解析度、高色深圖形處理的需要，對顯示記憶體速度的要求也越來越快，從早期的DRAM，過渡到EDO－DRAM，一直到現在經常見到的SDRAM和SGRAM，速度越來越快，性能越來越高。

圖四的顯示記憶體是SGRAM，注意它的四邊都有引線的，很好區別；圖五的顯示記憶體是EDO－DRAM，與SDRAM一樣採用了兩邊引線。

區分EDO－DRAM和SDRAM可以看該顯示記憶體上的編號，一般標有「08」、「10」、「12」等字樣的多數是SDRAM，標有「80」、「70」、「60」、「－6」、「－7」等字樣的多半是EDO－DRAM。

除了上述3種常見的顯示記憶體外，還有更專業的顯示記憶體如VRAM（雙連接阜視瀕記憶體）、WRAM（視窗記憶體）、RDRAM、快取RAM等，多用在圖形處理工作站上。

顯示記憶體的大小不固定，從單條256K、512K、1M到單條2M都有，因此不能僅看顯示記憶體晶片的個數來猜測顯示卡上有多大顯示記憶體容量。

很多老的顯示卡上還有一些空插座用來擴充顯示記憶體（如右圖，插座上已經插上了顯示記憶體），我們在擴充時要注意與顯示卡上已有的顯示記憶體速度配套，例如原顯示記憶體是80ns，新擴充的顯示記憶體也要是80ns的，這樣在擴充後才能少出故障。

BIOS：又稱「VGA BIOS」，主要用於存放顯示晶片與驅動程式之間的控制程序，另外還存放有顯示卡型號、規格、生產廠家、出廠時間等信息。

開啟電腦時，通過顯示BIOS內一段控制程序，將這些信息反饋到螢幕上。

圖六是3塊不同顯示卡上的顯示BIOS，可見外形不盡相同。

早期顯示BIOS是固定在ROM中的，不可以修改，而現在的多數顯示卡則採用了大容量的EPROM，即所謂的「Flash －BIOS」，可以通過專用的程序進行改寫昇級。

別小看這一功能，很多顯示卡就是通過不斷推出昇級的驅動程式來修改原程序中的錯誤、適應新的規範、提升顯示卡的性能的。

對用戶而言，軟體提升性能的做法深得人心。

總線接頭：顯示卡要插在主機板上才能與主機板互相交換資料。

與主機板連接的接頭主要ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等幾種。

ISA和EISA總線帶寬窄、速度慢，VESA總線擴展能力差，這三種總線已經被市場淘汰。現在常見的是PCI和AGP接頭。

PCI接頭是一種總線接頭，以1/2或1/3的系統總線頻率工作（通常為33MHz），如果要在處理圖像資料的同時處理其它資料，那麼流經PCI總線的全部資料就必須分別地進行處理，這樣勢必存在資料滯留現象，在資料量大時，PCI總線就顯得很緊張。

AGP接頭是為了解決這個問題而設計的，它是一種專用的顯示接頭（就是說，可以在主機板的PCI插槽中插上音效卡、顯示卡、視瀕捕捉卡等板卡，卻不能在主機板的AGP插槽中插上除了AGP顯示卡以外的任何板卡），具有獨佔總線的特點，只有圖像資料才能通過AGP連接阜。

另外AGP使用了更高的總線頻率（66MHz），這樣極大地提高了資料傳輸率。

目前的顯示卡接頭的發展趨勢是AGP接頭。

要留意的是，AGP技術分AGP1×和AGP2×，後者的最大理論資料傳輸率是前者的2倍，今年將會出現支持AGP4×的顯示卡（例如Savage4），它的最大理論資料傳輸率將達到1056MB/s。

區分AGP接頭和PCI接頭很容易，前者的引線上下寬度錯開，俗稱「金手指」，後者的引線上下一般齊。

VGA插座：它是一個有15個插孔的插座，外型有點像大寫的「D」（防止插反了）。

與音效卡上的MIDI連接器不同的是，VGA插座的插孔分3排設置，每排5個孔，MIDI連接器有9個孔，2排設置，比前者長一點，扁一點。

VGA插座是顯示卡的輸出接頭，與顯示器的D形插頭相連，用於模擬信號的輸出。

特性連接器：是顯示卡與視瀕設備交換資料的通道，通常是34針，也有26針的。

它的作用不大，早期用於連接MPEG硬解壓卡作為信息傳送的通道。

其它設備：晶體振蕩器：不銹鋼外殼，比較顯眼。其作用是產生固定的振蕩頻率使顯示卡各設備 的運作有個參考的基準。

S端子：部分顯示卡通過它完成向電視機（或監視器）輸出的功能，5個插孔呈半圓分佈，與電視機上的S端子完全相同。

貼片電阻：中、高階顯示卡由於工作頻率很高，採用了無引線的貼片電阻以減少干擾。它們是構成顯示卡電氣線路的一部分。