Tarjetas Aceleradoras

Al principio se utilizó ampliamente la tecnología de frame buffers, es decir tarjetas que controlaban el sistema de vídeo y que eran controladas a su vez por el procesador central. La llegada de las tarjetas aceleradoras supusieron un alivio para el tradicional atasco gráfico.

Pero al hablar de tarjetas aceleradoras hemos de distinguir entre las que incorporan un coprocesador y las que integran un acelerador. Los coprocesadores disponen de memoria propia, utilizada para almacenar datos, y son programables al 100%. Son la mejor opción, por ser más rápidos y flexibles, pero tienen el inconveniente de un precio algo más elevado. Los chips aceleradores no son programables, pero incorporan instrucciones gráficas específicas como movimiento de pixels o dibujo de líneas.

De la misma manera que los gráficos abstractos (iconos y ventanas) han pasado a formar parte inseparable de las pantallas de nuestros PCs, el vídeo digital va camino de convertirse en otro elemento fundamental de la interfaz de usuario. Solo hay dos sistemas de compresión por hardware con las actuales tarjetas de vídeo: AVI y MPEG. Dado que ambos sistemas de compresión se basan en principios completamente distintos, no es habitual que una misma tarjeta tenga la capacidad de reproducir ambos formatos. Si el usuario va a reproducir vídeo a menudo, su tarjeta debe descomprimir al menos AVI por hardware. El MPEG queda reservado a aquellas personas que vayan a comprar películas comerciales en este formato o discos compactos interactivos (CD-I). Por lo general un Pentium 166 puede descomprimir 18 o 20 cuadros de MPEG por segundo, por lo que no está muy justificado el coste de esta extensión.

Dos son los métodos habituales para incluir descodificación de MPEG por hardware en un ordenador. Normalmente las tarjetas gráficas  permiten la inclusión de un procesador dedicado a esta descodificación, bien conectado directamente a la tarjeta, bien comunicado con esta vía un conector VESA. La primera opción suele ser mejor, ya que las comunicaciones con la tarjeta se realizarán a través de un bus especializado, y no a través del bus estándar VESA. Otra alternativa es asignar la reproducción de vídeo a un segundo procesador ISA/VLB o PCI que se comunicará mediante el VESA FC (VESA Feature Connector), empleando superposición de vídeo o con una combinación de ambas técnicas.

Las conexiones de vídeo que emplea el VESA FC dejan mucho que desear a causa de su baja velocidad. Diseñado en un momento en que la profundidad y resolución habituales eran 256 colores a 640x480, este tipo de conector ofrecía una estándar simple para la conexión de procesadores adicionales. Sin embargo, con resoluciones superiores, la calidad de los gráficos se deteriora adquiriendo un aspecto borroso o perdiendo saturación de color, lo que hace que las imágenes sean inutilizables.

La superposición de vídeo es una técnica más recomendable. En ella, la salida de monitor de la tarjeta es redireccionada a la entrada del hardware MPEG, y a la imagen que llega se le superpone una ventana de reproducción en la que tiene lugar la ejecución del vídeo. Con este método, teóricamente puede emplearse cualquier resolución hasta 1024x758, y no hay límite para la profundidad de color.

El otro aspecto de la aceleración que empieza a ser importante es la generación de modelos tridimensionales. De momento no son muchas las aplicaciones comerciales que hacen uso de abstracciones tridimensionales, aunque es previsible que esto se convierta en algo habitual a corto plazo. Es previsible que cuando se empiecen a popularizar las aceleradoras con funciones 3D los programadores hagan uso de sus posibilidades, pero de momento es mejor ceñirse a las APIs conocidas. Dicho de otra forma: a menos que un programa se haya compilado haciendo uso de una API normalizada (OpenGL, ...) y nuestra tarjeta soporte las funciones de esa API. los videojuegos y aplicaciones que ejecutemos funcionarán igual en la ultimísima tarjeta 3D que en una simple S3 de hace año y medio.

Entre las numerosas características técnicas que aparecen en la publicidad de las tarjetas, aparecen las siguientes expresiones:

§       OpenGL: es una librería gráfica con numerosas funciones de dibujo en 3D, desarrollada a partir de la librería IrisGL de Silicon Graphics. Su propósito es normalizar la llamada a ciertas rutinas de dibujo en tres dimensiones, de manera que los fabricantes incluyan es sus productos funciones básicas comunes. OpenGL brinda la posibilidad a usuarios y programadores de disfrutar de una librería de referencia universal. Las funciones se llaman de la misma forma y hacen lo mismo tanto en un PC con Windows NT como en un Sun con Solaris. De cara al usuario, la compra de una tarjeta que soporta estas funciones OpenGL, es muy positiva, ya que en breve espacio de tiempo vamos a asistir a la proliferación de software que utilice elementos tridimensionales como parte de la interfaz gráfica, como por ejemplo el lenguaje VRML (Virtual Reality Modelling Language) para visualizar escenarios y objetos tridimensionales en Internet en tiempo real.

§       DirectX: es la respuesta de Microsoft al soporte hardware bajo Windows 95, la cual se ha diseñado para ofrecer un poco de estandarización y estabilidad en un mercado que tiene tendencia a hacer excesivo énfasis en la hiperespecialización del hardware. DirectX incluye Direct3D, que está estrechamente ligado a DirectDraw como forma de comunicar con el software independientemente del dispositivo.

§       Direct3D: es un API (colección de rutinas de software que soporta un determinado componente de hardware) de Microsoft que ofrece soporte para gráficos 3D a través de controladores de DirectX adecuados a las tarjetas gráficas.

§       Mapas Mip: Multi in Parvum significa en latín “muchos en uno solo”. Este tipo de mapas aumenta la calidad de las texturas de superficie utilizando mapas de diferentes resoluciones dependiendo de la profundidad a que se halla el objeto.

§       Canal Alfa: Este canal, que añade un cuarto valor a cada pixel (aparte del rojo verde y azul) contiene información para modificar características de los objetos. La composición alfa se usa para dar niveles de transparencia, de forma que es posible simular la distorsión que causan los cuerpos translúcidos o el agua.

§       Paletas CLUT: Colour Look Up Tables. Asignan paletas de color a las texturas permitiendo conseguir superficies complejas sin emplear demasiada memoria.

§       RAMDAC: Si se va a trabajar a resoluciones altas en un monitor grande, hay que prestar atención a la velocidad RAMDAC. 135Mhz está bien para monitores de 15”, pero resoluciones de 1280x1024 y superiores en un monitor de 17” o mayor necesitan tarjetas con un DAC a 175Mhz o 220Mhz para obtener un refresco optimo y claridad de detalle.

§       BitBLT: las operaciones Bitblt consisten en mover bloques de datos de una zona de pantalla a otra. Por ejemplo, cada vez que aparece un diálogo se copia la zona de la pantalla que oculta. Cuando se pulsa el botón OK, con las transferencias de bloques se devuelve la pantalla a su estado original de forma rápida.