图像加速器的功能

随着象素分辨率和颜色分辨率的提高，构造一个视频系统相对说来既不困难，成本也不高，只需随之增加刷新缓冲区的存储容量即可。但是,随着分辨率的提高,也就意味着计 算工作量会成倍乃至几十倍增加,对图形控制工作量也是呈猛增势头。在PC视频子系统 内，无论计算还是控制均是由CPU完成的.由于计算量和控制量的增加，意味着在屏幕上显示信息量增加，由此可推出，整个系统的输入输出信息量增加,从而导致经常会超出 系统资源所允许的范围现象。

解决这一问题的方法是，在视频系统内以图形加速器的形式构造一个有自激功能的 机构.在这里，标准视频系统的主要目的是把刷新缓冲区基本管理机制提供给硬件，刷新 缓冲区基本管理主要是对各个象素、一些专用象素或象素组用来控制显示图形块的图形 加速器等图形单元图形部件的管理，以及对像绘制线段、圆弧和显示模块等高层次图形原语等功能的管理。

通过专用的图形协同处理器，在硬件上就可直接实现扩展功能，通过由硬件支持的图 形程序设计接口也同样可以实现扩展功能。一般说来，所谓硬件支持指的是标准微处理机支持，而且是与驻留在ROM内的图形控制程序一起提供支持。对这样的系统来说，高级 程序设计接口是一个非常重要的接口，在构造图形加速器时非常有用。图形加速器主要是接收CPU对图元的描述(往往是命令、函数和描述属性的参数)，执行坐标系的变换(把世界坐标系变换成设备坐标系，主要是浮点计算)，裁剪、变比、彩色明暗处理、开窗口和隐藏面消除等操作，其输出有的是像素操作、光素操作，而高档的图形加速器直接输出红绿蓝彩色信号。

作为工作站上的图形系统，除了图形加速器外，还要有该图形加速器所支持的图形库，例如：SUN公司的GX，TurboGXplus，SPARCstationZX图形加速器支持该公司XGL的图形库，SGI公司的Indy图形板，Reality EnginZ等都支持该公司的IRIS图形库和OPENGL。

图形加速器的关键器件是图形加速芯片，它将一些常用的基本绘图功能和图像处理功能的软件进行了固化，即将这些功能软件固化在该芯片内，这样当要用到这些画图功能时，无需再由CPU进行计算并调用某些画图功能，而直接由加速芯片执行，因而可大大提高画图速度，对VGA或SVGA来说，上述过程还需通过总线来回在CPU和适配器之间进行图像数据传输，因而更延误了时间。对图形加速器来说，上述过程均在加速器内进行，不再进行总线操作。因而加速了图形生成。 [3] 在图形加速芯片中固化的图形和图像功能随厂家不同而有所不同，例如专为Windows设计的图形加速器，对处理由模线、长方形等规则图形组成的图形适用，因为在Windows窗口内，看到的图形大都由这些规则图形组成，当用来加速不规则图形，例如三维画则不适用。 [3] 图形加速器完全兼容VGA和SVGA，它们一般采用VESA总线或PCI总线。

由于图形加速器中VRAM存放的是要显示的图像数据，表示一个像素数据的长度，代表了可显示的颜色数，因而随VRAM容量的不同、显示分辨率的不同，可显示的颜色数也不同，表3.6示出了图形加速器可支持的图像分辨率和显示的颜色数及要求的VRAM容量。

图形加速器能够快速的计算图形方面的计算，如绘制三角形，也具备常用图形图像格式的计算，如jpg解压、视频流解压等等，具备高级的纹理、材质、光照的计算，大大减轻主CPU的运算负担，从而“加速”了图形图像。图形加速器的优点非常明显:除整个图形系统的性能有明显改进外，还明显减轻了由于对众多图形管理而给CPU带来的压力,有些硬件还达到了独立操作的境地。有了高级图形接口就可以防止程序设计人员直接对视频硬件操作.由此也就有效地避免了兼容性问题。从某种意义上说，图形加速器只不过是有效的满足了图形程序设计接口的需要，而 且一开始就应该把图形程序设计接口装到bios内。