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Was ist die Grafikkarte?

Die Schnittstelle zur visuellen Ausgabe von Daten ist die Grafikkarte. An ihr wird der Bildschirm angeschlossen, der dann die Darstellung der Benutzerschnittstelle zum Betriebssystem oder Anwendungsprogramm übernimmt. Seit dem die ersten Computer entwickelt wurden, haben sich die Grafikkarten zu einer Komponente entwickelt, die maßgeblich die Systemleistung und Eigenschaften eines Computers bestimmt. Ursprünglich war die Grafikkarte nur dazu gedacht, die digitalen Bildinformationen des Computers in analoge Signale für den Bildschirm umzuwandeln. Mittlerweile jedoch übernimmt die Grafikkarte jedoch (besonders bei Spielen) Aufgaben, die früher die CPU zu erledigen hatte. Während der  Prozessor  früher Befehle wie "mach das Pixel mit den Koordinaten 300 und 423 blau" für jeden Bildpunkt einzeln zur Grafikkarte schickte, reicht heute "mach ein Dreieck in blau mit folgenden Koordinaten: ...". Das bedeutet eine enorme Arbeitsersparnis für den Prozessor, da nicht die Eigenschaften von jedem einzelnen Pixel zur Grafikkarte übertragen werden müssen, sondern nur noch die "Bauanleitung" für geometrische Figuren.

Die Grafikkarte erhält ihre Anweisungen über einen Bus ( AGP oder PCI, früher auch ISA), die Aufgaben werden im Grafikprozessor abgearbeitet und im Bildspeicher abgelegt. Der Bildspeicher wird mit der eingestellten Bildwiederholfrequenz von RAMDAC ausgelesen (das hat nichts mit der Taktfrequenz der Speicherbausteine zu tun) und dann in analoge Signale für den Monitor umgewandelt.
Die erste Grafikkarte, aus den 80er Jahren, war MDA (Monochrome Display Adapter). Sie konnte die einzelnen Pixel eines Bildschirms nicht steuern. Eigentlich war es keine richtige Grafikkarte, bei einer Auflösung von 720 x 350 Pixel(!) war es nur möglich in einem Textmodus eine Ansammlung von Bildpunkten auf einer Fläche von 9 x 14 Pixel anzuzeigen. Dadurch ergab sich eine Textauflösung von 80 Spalten(Zeichen) und 25 Zeilen, in dem die Darstellung nur in zwei Farben möglich war. Jedoch für zeichenorientierte Anwendungen, wie Textverarbeitung und Tabellenkalkulation, war das mehr als ausreichend.

Der erste Farbgrafikstandard war  CGA  (Color Graphics Adapter). Mit ihm war es möglich in einer Auflösung von 320 x 200 Bildpunkten, vier Farben darzustellen.

Im reinen Textmodus war, im Gegensatz zu MDA, nur eine Auflösung von 640 x 200 möglich. Der Vorteil daran war die bessere Darstellung der Farbe, jedoch ist der Nachteil eine schlechtere Auflösung.

Die  EGA  (Enhanced Graphics Adapter ) -Grafikkarte war die erste Grafikkarte, die Auflösung und Farbdarstellung in akzeptabler Weise möglich machte.

Es waren 16 Farben aus einer Farbpalette von 64 möglich und mit einer Grafikkauflösung von 640 x 350 Pixel, im Textmodus war eine Auflösung von 80 x 25 Standard. Je nach Hersteller waren auch andere Textauflösungen möglich.

Die EGA-Grafikkarte spielte im PC-Bereich fast keine Rolle. Statt dessen wurde der VGA-Standard eingeführt.

Mit der Einführung der Rechnergeneration PS/2 am 2. April 1987 brachte IBM auch eine neue Graphikkarte heraus. Diese Graphikkarte ist ein analoges System (im Gegensatz zu CGA und EGA, welche digitale Systeme waren, wobei der rote, grüne und blaue Strahl der Elektronenröhre an- oder abgeschaltet wurden, daraus ergaben sich 8 verschiedene Farben. Durch ein Intensitätsignal waren 16 Farben möglich). Alle Schaltkreise befinden sich auf einem Chip, dem VLSI - Chip. Die Steuerung der Karte erfolgte über das eigene VGA- BIOS im System - ROM der Hauptplatiene. Die VGA - Karte hatte die weitere Eigenschaft alle früheren Systeme (MDA, CGA, EGA) zu emulieren, wodurch sie ihren universellen Charakter erhielt. Die VGA - Karte konnte 256 Farben, von 262144 möglichen, gleichzeitig darstellen
Der VGA (Video Graphics Array) -Standard ist praktisch heutzutage im Textmodus immer noch ein aktueller Standard. Die Standard-VGA-Grafikkarten unterstützt eine Auflösung von 640 x 480 Pixel bei 16 Farben. Durch die Größe des Bildspeichers einer Grafikkarte, sind z. B. auch 256 oder noch mehr Farben möglich.

Durch die Weiterentwicklung des VGA-Standards entstand das SVGA (Super VGA), man hatte eine Auflösung von 800 x 600 Pixel bei 256(Standard), 65536(HiColor) oder 16,7 Mio.(TrueColor) Farben.

Die heutigen Grafikkarten sind nicht mehr an eine Auflösung gebunden. Jedoch wird der VGA- und SVGA-Standard beibehalten. Die Größe der Auflösung und die Anzahl der Farben sind nur noch von der Größe des Bildspeichers und der Leistung des Grafikprozessors abhängig.
Durch das hohe Datenaufkommen zwischen Prozessor und Grafikkarte, werden die Grafikkarten mit einem eigenen Prozessor ausgestattet, der speziell für die Berechnung von grafischen Objekten zuständig ist.

Es gibt auch dafür Accelerator-Karten, sogenannte Beschleunigerkarten, die den Prozessor mit parallel laufenden Rechenoperationen entlasten soll. Doch werden heutzutage durchgängig 3D-Grafikkarten eingesetzt. Die Anwendungsgebiete der 3D-Grafikkarten sind die räumlichen Darstellungen von Gegenständen mit Schatten und bewegten Szenen.

Um die dabei aufkommenden Datenmengen zwischen Prozessor und Grafikkarte bewältigen zu können, hat Intel einen Steckplatz nur für eine Grafikkarte auf dem Motherboard eingeführt. Es handelt sich dabei um den AGP-Steckplatz.

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