Placas de Vídeo
Visão Geral

O Que são?

As Placas de vídeo são dispositivos que controlam a saída de dados para o Monitor. Ela recebe os dados da CPU, processa e envia eles para o monitor. Os dados que uma Placa de vídeo pode emitir podem ser tanto em forma de gráficos e desenhos, ou textos (ou ambos).

Como Funciona?

O Monitor, como todos sabem, é um dispositivo de saída, uma forma do computador se comunicar com o usuário. Então quando a CPU precisa "se comunicar" com o usuário, ela manda os referidos dados para a placa de vídeo, que funciona como um "mediador" entre a CPU e o Dispositivo de Saída propriamente dito (no caso o monitor).

Como já dito anteriormente, podemos visualizar dados no monitor tanto em forma de gráficos como em forma de textos, ou ambos. Nisso está o conceito de modos de vídeo. Os modos de vídeo são as distinções feitas entre exibições em forma de textos e as feitas em modos de gráficos e desenhos. Em modo de textos somente serão exibidos textos, nunca gráficos (na verdade podem ser exibidos gráficos sim, mas de baixíssima resolução e bem rudimentares, usando-se caracteres especiais e símbolos. Mas para efeito teórico, não é possível exibição de gráficos em modo texto). Em Modo Gráfico, são exibidos apenas gráficos e desenhos. No entanto podem ser exibidos textos também, só que, quando em modo gráfico, os textos são literalmente desenhados, letra a letra. Entretanto, isso acontece tão rápido (principalmente nas placas de vídeo atuais) que na prática pode-se dizer quem em modo gráfico podem ser exibidos gráficos e textos.

Para exibir os dados no vídeo, a placa de vídeo se utiliza de um recurso chamado memória de vídeo. O conteúdo dessa memória sempre representará o que estiver na tela do monitor. De fato, a placa lê o conteúdo dessa memória milhares de vezes por segundo, e transmite os dados lidos para o monitor, após uma conversão digital / analógica. Portanto, pode-se dizer que, quando a CPU necessita colocar algo na tela, a placa recebe esse sinal e coloca o dado na memória de vídeo, e, através desta, a imagem chega a tela. O Tamanho dessa memória será sempre proporcional à capacidade máxima de exibição da placa, que geralmente será percebida em gráficos. Em outras palavras, quanto maior for a memória da placa, maior será a sua capacidade de exibição de gráficos.

Uma placa de vídeo que possua um máximo de 2 MB, por exemplo, será capaz de exibir gráficos a uma resolução de 1280X1024 pontos na tela, usando 256 cores simultaneamente. Uma placa de vídeo que possua 1 MB, será capaz de exibir gráficos à uma resolução máxima de 1280X1024 pontos na tela, entretanto podendo usar apenas 16 cores simultaneamente. Da mesma forma, uma placa de vídeo com 4 MB, seria capaz de exibir gráficos na mesma resolução mas usando 64 mil cores simultaneamente.

É importante observar que, pelo fato de uma placa de vídeo ter mais memória, um modo de vídeo que requeira menos memória não vai utilizar a capacidade total da placa. Outra confusão que é feita freqüentemente é que quanto maior a memória da placa, maior será o desempenho da placa. Isso não é verdade para todos os casos. O desempenho só será superior caso feito uma adição de 1 MB para 2 MB, numa placa PCI (64 bits). O que com certeza mudará com o aumento de memória será o aumento da capacidade gráfica, como já explicado. Isso só não se aplica à placas 3D add-on (veja abaixo), que usam sua memória para armazenar texturas, cálculos de vértices e outras coisas, e que de fato apresenta um desempenho superior caso a memória desta seja aumentada.

Paleta de Cores

É comum ouvir-se a referência "exibição de gráficos em 256 cores simultâneas, de uma paleta de 256 mil cores". O que isso significa? Significa que a placa pode exibir gráficos na tela usando 256 cores simultaneamente, e, para cada uma das cores exibidas, pode-se escolher outras 256 mil. Para exemplificar: Digamos que um determinado programa coloque na tela um ponto de cor azul, que chamaremos de cor "1". Digamos que queríamos colocar um ponto verde-musgo, e não azul. Chamemos a cor verde-musgo de cor "197.233". Tudo que temos que fazer então, é solicitar que a cor "1" passe a conter a cor "197.233". Dessa forma, a cor azul passa a ser a cor verde-musgo. Feito isso, a placa de vídeo automaticamente troca a cor do ponto azul para a cor para qual foi mudada, sem necessidade de se colocar um outro ponto.

Placas de Vídeo e Padrões de Exibição

Existem muitas placas de vídeo de várias marcas atualmente, mas todas possuem um padrão específico.

O Padrão atual é o SuperVGA (ou também simplesmente VGA, como termo genérico, apesar de esses dois padrões serem diferentes um do outro).

Mas já existiram muitos padrões de placas de vídeo. Veja as que foram mais comuns:

Padrões	Descrição
CGA	Color Graphics Adapter – Foi o primeiro padrão de vídeo gráfico em cores utilizado. Apesar do nome sugestivo, a capacidade máxima de cores dessa placa era apenas 16 simultâneas em modo texto (na época, isso era incrível...). Possuía apenas dois modos gráficos: 320x200 a 4 cores simultâneas, de uma paleta de 16 cores, e 640x200, em preto e branco (monocromático). Para os padrões atuais, esses modos de vídeo são muito fracos, mas para a época, era revolucionário.
Hércules	Também muito fraco para os padrões atuais, foi muito utilizada na área de editoração eletrônica, dada sua capacidade gráfica de 720x348 em preto e branco (monocromático). O Estilo de suas letras na tela também era parecido com o de máquinas de escrever, daí seu uso em editoração.
EGA	Enhanced Graphics Adapter - Foi o primeiro passo significativo em termos de padrão de exibição. Esta placa podia exibir gráficos em 320x200 a 16 cores, e possuía uma resolução máxima de 640x480 em monocromático. Também foi introduzido o conceito de memória de vídeo expansível, o que permitia maiores resoluções de pontos na tela e cores simultâneas. A capacidade máxima de uma placa EGA era de 256 kB, mas as primeiras e a maioria delas tinham 64 kB.
VGA	Video Graphics Adapter - Este padrão introduziu um conceito de exibição bem mais flexível e avançado, baseado em parte no modo de exibição das televisões à cores. Isso permitia que a placa possuísse modos de vídeo pré-definidos e ainda modos gráficos que poderiam ser "criados", ainda que com certa dificuildade. Era capaz de exibir gráficos com 256 cores simultâneas de uma paleta de 256 mil cores, bem como o já conhecido 640x480 à 16 cores simultâneas, de uma paleta de 256 mil cores. Placas com 1 MB podiam exibir nessa mesma resolução com 256 cores de uma paleta também de 256 mil, e 800x600 à 16 cores, também de uma paleta de 256 mil cores. Entretanto, eram mais comuns as placas que tinham 256 kB ou 512 kB.
SuperVGA	É o padrão atual. Uma evolução natural do padrão VGA. Ela pode possuir de 1 MB para cima, e é mais rápida em modos de vídeo de resolução mais alta. A maioria delas é capaz de exibir gráficos a uma resolução de 640x480 com 16 milhões (!!) de cores simultaneamente. Placas com mais memória (2 MB) podem exibir o mesmo número de cores simultaneamente, mas a uma resolução de 800x600.

Chipset

Chipset é o conjunto de "processadores" que formam a placa de vídeo. É o chipset que controla as diversas operações da placa, como mudança de modo de vídeo, atualização da tela, controle do refresh do monitor, assim como recepção e processamento dos dados da CPU.

Modelos ou Marcas de Placas de Vídeo

Atualmente existem muitos modelos de placas de vídeo. As mais comuns são as placas da Diamond, Trident, etc. Cada uma usa um chipset específico, seja proprietário (ou seja, criado apenas para ela) ou um chipset genérico, como os chipsets S3, Providia, NVIDIA, etc.

Atualmente, as placas da Diamond são as de melhor qualidade, mas em geral são as mais caras. As placas da Trident possuem uma qualidade intermediária, e um preço mais acessível.

Nota: as placas Diamond realmente tem qualidade muito boa, mas afirmar que elas possuem "a melhor qualidade" é um tanto imprudente. A qualidade da placa de vídeo depende muito do chip utilizado, das memórias, suporte - drivers, etc, e, um dos principais fatores, que utilização a placa de vídeo terá. - Marcelo Vanzin

Mas como medir a qualidade da placa de vídeo? Devemos considerar, nesse caso, dois fatores: o desempenho e a qualidade da imagem gerada pela Placa de Vídeo em questão.

Desempenho da Placa de Vídeo

Existem vários softwares que medem isso, os mais comuns são o WinBench e WinTune. O desempenho da placa tem impacto geralmente em certas aplicações do Windows (Vídeo, Impressão de Fontes na tela, etc.), e em jogos.

Imagens em 2D

São imagens que tem apenas um plano, sem profundidade e volume. Desenhos simples e fotos são exemplos de imagens em 2D. São as imagens que a maioria das placas comuns exibem. Obviamente, o fato de uma placa 2D exibir imagens 3D não significa que ela pode criar imagens em 3D. Por si só, ela só pode criar (ou, no termo técnico, renderizar) imagens em 2D.

Imagem em 3D

São imagens que possuem volume e profundidade. Um computador gera imagens 3D usando cálculos matemáticos. Até pouco tempo, as placas 2D apenas exibiam essas imagens, que já eram previamente calculadas e então convertidas para 2D pelo próprio processador. Agora algumas placas tem a capacidade de auxiliar nesse processo, calculando alguns dados para a formação da imagem em 3D, e de fato exibir imagens em 3D. É o caso da Diamond Viper 330. Ela se utiliza da API* Direct3D, um novo padrão que tem se destacado na área de gráficos 3D. Essa API facilita muito a criação de gráficos em 3D. Algumas placas de vídeo mais recentes possuem esse recurso, incluindo a Viper 330. Existe também a API OpenGL, também muito boa (senão melhor que a Direct3D), e que a Viper também oferece compatibilidade (a nível de software somente: o suporte nativo da Viper é somente para Direct3D). No caso da Viper 330, ela é uma placa "combo", ou seja, renderiza imagens em 2D e 3D. Mas existem placas específicas que cuidam apenas da renderização de gráficos 3D. Essas placas são chamadas de "add-ons", o que significa que ela não funciona sozinha, no caso, ela necessita de uma placa 2D comum, que no caso fica com o trabalho de passar as renderizações em 3D para o monitor. Como elas trabalham sozinhas, sem a interferência do processador, em geral essas placas são bem rápidas, e fazem todo o trabalho de cálculo dos gráficos. Lógico que isso não torna as placas baseadas em API's como a Viper inferiores... De fato, em alguns casos, ela é até melhor que as placas add-ons. Um exemplos bem conhecido de placa add-on é a Monster 3D. A desvantagem dessas placas addon (e também de algumas combo, como a Viper) é que elas têm o seu desempenho otimizado para uso em jogos. Para aplicações profissionais em ambiente 32 bits, como modelagem em 3D, há placas específicas como aquelas da família FireGL (que possuem suporte nativo para OpenGL) da Diamond.

* API: Um conjunto de sub-rotinas que facilitam a "comunicação" de um programa com um hardware específico.

Aurélio

Hard&Cia - 2001
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