الف) گذری سریع و اجمالی:
انتخاب کارت گرافیکی؛ هنگام خرید کامپیوتر؛ دقیقا به این نکته برمی گردد که می خواهید چه کاری با کامپیوتر انجام دهید؟ معمولا چهار گروه کار برای آن تعریف می شود: کارهای معمولی، طراحی گرافیکی، بازی های کامپیوتری سبک و نهایتا بازی های کامپیوتری پیشرفته.
دو نوع اینترفیس کارت گرافیکی (ویدیو) وجود دارد که عبارتند از AGP و PCI-Express. استاندارد AGP، استاندارد اصلی کارت های گرافیکی (ویدیو) در کامپیوترهای PC طی چندین سال گذشته بوده است و امروزه همچنان در سطح وسیعی استفاده می شود. از طرف دیگر PCI-Express یک اینترفیس جدید است که باعث افزایش سرعت ارتباط بین CPU و کارت های دیگر می شود. این اینترفیس جدید، توسط اکثر سازندگان در کامپیوترهای جدید تعبیه شده و به سرعت در حال همه گیر شدن است تا به یک استاندارد گرافیکی (ویدیویی) جدید مبدل گردد. قبل از آنکه وارد بحث هر گروه شویم ذکر این نکته ضروری است که بهینه سازی کارت گرافیک در هر لحظه امکان پذیر است. یعنی هر وقت بخواهید می توانید کارت ویدیو کامپیوتر را عوض کنید. فقط ضرورت دارد که هنگام خرید کامپیوتر بدانید که چه نوع اسلات هایی روی مادربرد وجود دارد تا اگر بعدا خواستید کارت ویدیو را تعویض و یا اضافه کنید، بدانید چه از نوعی نیاز دارید.
اما بررسی چهار گروهی که از آنها نام بردیم:
کارهای معمولی
کارهای معمولی یعنی مصرف کامپیوتر با برنامه هایی مانند Word processing و گردش در وب و تماشای فیلمهای DVD یا گوش دادن به موزیک. انجام هیچ کدام از این کارها نیاز به قدرت محاسباتی سه بعدی (3D) ندارد. اگر استفاده شما در این حد است، هر کارت ویدیویی انتخاب کنید مناسب خواهد بود. این کارت می تواند از همان نوعی باشد که بر روی مادربرد قرار دارد (on board) و یا نمونه بیرونی باشد که به اسلات PCI وصل می شود. فقط توصیه می کنیم مدلی انتخاب کنید که حداقل رزولوشن 1280*1024 را در Refresh rate معادل 85MHZ بدهد.
طراحی گرافیک
اشخاصی که کارشان طراحی گرافیک یا ادیت ویدیو است به مشخصه های بیشتری در کارت ویدیو نیاز دارند. برای طراحی گرافیک به رزولوشن بالاتری نیاز است. بعضی از نمایش دهنده ها، رزولوشن های 1600* 1200 یا حتی بالاتر را به خاطر نمایش جزئیات تصویر، پشتیبانی می کنند. مشخصه دیگر که می تواند برای این گروه جالب باشد، چند مونیتوری است که اجازه می دهد تا کارت گرافیک در یک لحظه به دو مونیتور سرویس بدهد تا فضای گرافیک بزرگتر شود.
اشخاص در گیر ادیت ویدیو، هنوز مشخصه ها و قابلیت های بیشتری می خواهند. نکته کلیدی در فیلم سازی مشخصه ای به نام VIVO یا Video-In/Video-Out است. این قابلیت به منابع ویدیویی آنالوگ مانند تلویزیون و نوارهای VHS امکان می دهد به عنوان ورودی و خروجی به کامپیوتر وصل شوند و از امکانات دیجیتایزر استفاده کنند. اگر کارت ویدیویی که می خرید این قابلیت را ندارد باز هم جای نگرانی نیست و بعدا می توانید آن را اضافه کنید.
بازیهای کامپیوتری سبک
وقتی صحبت از بازی کامپیوتری می شود منظور بازی هایی است که از شتاب دهنده گرافیکی سه بعدی استفاده می کنند. بازی های معمولی در این رده قرار نمی گیرند و همچنان تحت دو قالب قبلی کار می کنند. اگر گاهی بازی کامپیوتری سه بعدی می خرید و در ضمن حداکثر سرعت در کسب جزئیات هم برایتان چندان مهم نیست، انتخاب شما در این گروه جای می گیرد.
کارت های این گروه باید استاندارد گرافیکی DirectXP را بطور کامل پشتیبانی کنند و حداقل دارای 64 مگابایت حافظه ویدیویی و یا حتی 128 مگا بایت حافظه ویدیویی باشند. هرکدام از اینترفیس های AGP یا PCI-Express قابل قبول است.
بازیهای کامپیوتری پیشرفته
اگر می خواهید کامپیوتر شما پایگاه بازی باشد باید کارت ویدیویی انتخاب کنید که توانمندی های خاصی داشته باشد و بتواند تمام بازی های سه بعدی در بازار را با Frame rate قابل قبول و با تمام جزییات گرافیکی پشتیبانی کند.
کارتهای ویدیویی سه بعدی All preformance باید بطور کامل DirectXP را پشتیبانی کنند و حداقل 128 مگابایت حافظه گرافیکی داشته باشند. بهتر است از کارتی استفاده کنید که اینترفیس PCI-Express دارد اما یک کارت AGP 8X Slot هم خوب است.
ب) بررسی دقیق تر:
کارت گرافیک سه بعدی چیست؟
صفحه نمایشگر در کامپیوتر مسئول نمایش اطلاعات است. در زمان مطالعه یک مقاله، صفحه نمایشگر اطلاعات را دو بعدی (طول و عرض) نمایش خواهد داد. زمانی که با استفاده از کامپیوتر یک فیلم را تماشا می کنید یا یک بازی کامپیوتری خاص را انجام می دهید، صفحه نمایشگر اطلاعات را در یک پنجره سه بعدی نمایش می دهد. دنیای سه بعدی که آن را از پشت کامپیوتر نگاه می کنیم، تصویری واقعی از دنیائی است که در آن زندگی می کنیم و شاید همین موضوع باعث جذابیت بیش از اندازه دنیای سه بعدی در کامپیوتر باشد.
کامپیوتر برای نمایش اطلاعات به صورت سه بعدی بر روی یک صفحه نمایشگر تخت از چه ترفندهائی استفاده می نماید؟ بازی های کامپیوتری به چه صورت طراحی و نوشته می گردند تا قادر به ایجاد یک فضای سه بعدی کاملا" ملموس باشند؟ در این جا به بررسی ترفندهائی خواهیم پرداخت که توسط طراحان گرافیک سه بعدی استفاده شده و در ادامه به بررسی پتانسیل ها ی مورد نیاز در یک کارت گرافیک پرداخته و نیز با نحوه بالفعل نمودن پنانسیل ها ی فوق آشنا خواهیم شد.
چه چیزی یک تصویر سه بعدی را ایجاد می نماید ؟
تصویری که علاوه بر طول (درازا) و عرض (پهنا) دارای ارتفاع (عمق) نیز باشد، یک تصویر سه بعدی است. تصویری که دارای صرفا" طول و عرض باشد یک تصویر دو بعدی است. برخی از تصاویر با توجه به اهداف خود اصولا به صورت دو بعدی هستند. مثلا" برخی از تصاویر بین المللی که می توان آنها را در فردوگاه یا سایر اماکن عمومی مشاهده نمود (راهنمای رستوران، راهنمای تلفن و ... ) به گونه ای طراحی شده اند که با مشاهده آنها سریعا" بتوان اقدامات مربوطه را انجام داد. بدین منظور در آفرینش تصاویر فوق از اشکال ساده و پایه استفاده به عمل می آید. تصاویر و گرافیک دو بعدی برای ایجاد ارتباط سر یع و ساده با مخاطب دارای جایگاهی خاص هستند. گرافیک های سه بعدی مفاهیم بیشتری را به مخاطب منتقل خواهند کرد و لازم است که این نوع تصاویر، حامل اطلاعات بیشتری باشند.
گرافیک سه بعدی چیست ؟
برای اغلب کاربران مشاهده یک بازی کامپیوتری متداول ترین روش برای مشاهده گرافیک سه بعدی است. بازی های کامپیوتری بر اساس تصاویری ایجاد می گردند که کامپیوتر در آفرینش آنها نقش حیاتی دارد. تصاویر فوق می بایست مراحل تدوین زیر را سپری نمایند:
• ایجاد یک دنیای مجازی سه بعدی
• مشخص نمودن بخش هائی از دنیای مجازی که می بایست بر روی صفحه، نمایش داده شوند.
• مشخص نمودن نحوه نمایش هر پیکسل بر روی صفحه تا از این طریق بتوان یک تصویر واقعی را نمایش داد.
چگونه می توان یک تصویر را مشابه شکل واقعی آن ایجاد نمود؟
برای آفرینش تصاویر گرافیکی و انطباق آنها با شکل واقعی، می بایست پیکسل ها را بر روی یک صفحه دو بعدی مستقر و با انجام عمليات متفاوت، یک تصور سه بعدی از آن را خلق کرد تا هر بیننده در برخورد با تصویر خلق شده یک برداشت سه بعدی از تصویر را در ذهن خود ایجاد نماید. در این راستا از امکانات متعدد نظیر: Shapes ،Surface textures ،Lighting ,Perspective ,Depth of field و Anti-aliasing استفاده می گردد. بررسی هر یک از موارد فوق خارج از حوصله این بخش بوده و خوانندگان می توانند از منابع ذیربط در رابطه با گرافیک سه بعدی استفاده نمایند.
کارت گرافیک سه بعدی
در ابتدای مطرح شدن کامپیوترهای شخصی، رفتار کارت های گرافیک مشابه یک مترجم بود. در چنین مواردی تصاویر ایجاد شده توسط پردازشگر به کمک کارتهای گرافیک به پالس های الکتریکی مورد نیاز درایور مانیتور کامپیوتر، تبدیل می گردیدند. با اینکه روش فوق به درستی کار می کرد ولی سهم پردازنده برای انجام عملیات (پردازش) بسیار بالا بود. در این راستا تمام عملیات مربوط به پردازش تصویر توسط پردازنده صورت می گرفت. وضعیت فوق صرفا" مختص کارت گرافیک نبود و اغلب کارت ها دارای عملکردی مشابه کارت گرافیک با توجه به حوزه عملکرد خود بودند.
پس از مطرح شدن بازیهای مدرن سه بعدی و نمایش های چند رسانه ای، نیاز به یک پردازنده با سرعت بالا احساس گردید. با قرار گرفتن پردازنده با سرعت بالا در کنار کارت گرافیک، عملیات پردازش با سهم متفاوت بین پردازنده اصلی سیستم و پردازنده کارت گرافیک تقسیم گردید.
اولین مرحله در ساخت یک تصویر دیجیتال سه بعدی، ایجاد دنیائی مملو از اضلاع و زاویه است. دنیای فوق از یک مدل سه بعدی مبتنی بر ریاضیات به مجموعه ای از الگوها ی دو بعدی به منظور نمایش بر روی نمایشگر، تبدیل می شدند. تصاویر انتقال یافته در ادامه با افزودن مجموعه امکاناتی نظیر: Surface، به گونه ای تبدیل می گردیدند تا بتوان آنها را بر روی یک مانیتور مشاهده کرد. پردازنده اختصاصی کارت گرافیک مسئولیت عملیات rendering را برعهده می گرفت (پردازنده اصلی سیستم درگیر قضیه فوق نمی گردید). کارت های گرافیک TNT2 و VooDoo3 دارای پردازنده های اختصاصی مربوط به خود می باشند.
یکی دیگر از تحولات بسیار مهم در رابطه با کارت ها ی گرافیک سه بعدی که مسئولیت پردازنده اصلی در عملیات پردازش را کاهش می داد، توسط GeForce 256 از شرکت Nvida ارائه گردید. همان گونه که اشاره شد، کارت های گرافیک قبلی با هدف کاهش حجم عملیات پردازنده اصلی و افزایش سرعت محاسبات پردازش، پردازنده خود را مکلف به انجام rendering تصویر نموده بودند. در کارت GeForce 256 علاوه بر این، امکان انتقال مدل مورد نظر از فضای سه بعدی محاسباتی به یک فضای دو بعدی نیز فراهم گردید. با توجه به اینکه در تبدیل فوق از معادلات پیچیده ریاضی به همراه اعداد اعشاری استفاده می گردد، با قبول مسئولیت عملیات فوق توسط پردازنده اختصاصی کارت گرافیک، حجم عملیات مربوط به پردازنده اصلی به طرز چشمگیری کاهش یافته و زمان لازم برای پرداختن به سایر موضوعات مهم برای پردازنده اصلی فراهم می گردید.
کارت گرافیک Voodoo 5 از شرکت 3dfx، عملیات دیگری را از دوش پردازنده اصلی برداشت. شرکت فوق این تکنولوژی را T-buffer نامگذاری کرد. تکنولوژی فوق فرآیند Rendering را بهبود بخشید. در این تغییر و تحول از بعد Rendering، پردازنده اصلی سیستم عملا" درگیر نمی شود.
کارت های گرافیک طی سالیان اخیر نسبت به زمانی که صرفا" بصورت متن (25 سطرو 80 ستون) و تک رنگ بودند، سریعا" رشده نموده و همچنان این روند ادامه خواهد یافت. امروزه میلیون ها کاربر از بازیهای مدرن کامپیوتری و برنامه شبیه ساز گرافیکی به لطف پیشرفت های بدست آمده در صنعت کارت های گرافیک، استفاده و از آنها لذت می برند. ما می خواهیم بر صفحه نمایشگر خود یک دنیای واقعی از آنچه در هستی است را مشاهده نمائیم. بدون شک کارت های گرافیک در این راستا دارای نقش انکار ناپذیری خواهند بود.