cap26 - Placas de vídeo e monitores

cap26 - Placas de vídeo e monitores

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Capítulo 26

Placas de vídeo e monitores

A placa de vídeo está presente em todos os PCs, exceto nos casos daqueles que possuem placas de CPU com os circuitos de vídeo embutidos. A maioria dos PCs produzidos entre 1995 e 1998 utiliza placas de vídeo PCI, como a mostrada na figura 1. PCs produzidos a partir de 1998, em sua maioria, utilizam placas de vídeo AGP (figura 2), ou placas de CPU com vídeo embutido (onboard).

Figura 26.1 Placa de video PCI.

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Figura 26.2 Placa de vídeo AGP.

Além das placas de vídeo PCI e AGP, você poderá encontrar nos PCs ainda mais antigos, placas de vídeo ISA e VLB, que hoje são obsoletas, e eram restritas a computadores 486 anteriores, apesar de existirem alguns raros casos de computadores Pentium mal configurados, equipados com placas de vídeo ISA.

Figura 26.3 Placas de vídeo ISA e VLB.

Caso você precise lidar com placas de vídeo ISA e VLB, é preciso configurar os seus jumpers de acordo com as instruções do seu manual. Quanto às configurações de software, por incrível que pareça, são as mesmas das placas modernas. Apenas a instalação é diferente, já que essas antigas placas não contam com o recurso Plug and Play.

Capítulo 26 – Placas de vídeo e monitores26-3

Na figura 4 vemos o conector VGA de 15 pinos (DB-15 fêmea), utilizado em todas as placas de vídeo VGA e superiores. Neste conector devemos ligar o cabo de vídeo do monitor. Este tipo de conector é padrão, e é encontrado tanto em placas de vídeo como nas placas de CPU com vídeo embutido.

Figura 26.4 Conector para o monitor.

As placas de vídeo possuem também um conector interno, mostrado na figura 5, chamado VGA Feature Connector. Serve para a conexão com outras placas que operam em conjunto com a placa de vídeo, como por exemplo, algunas placas digitalizadoras de vídeo.

Feature Connector.

Existem placas de vídeo com múltiplas funções, e portanto, com múltiplos conectores, como a mostrada na figura 6. Esta é a placa ATI All in Wonder. Entre outros recursos, possui entrada de RF (para ligação de uma antena receptora de TV), entrada de vídeo composto (para digitalização de vídeo), e saída de vídeo composto (para ligação em uma TV, fazendo com que a imagem do monitor seja exibida na TV).

26-4Hardware Total

Figura 26.6 Placa com múltiplas entradas e saídas.

Nos últimos anos, as placas de vídeo passaram a incluir diversas funções:

Aceleração 2D. Este recurso faz com que gráficos bidimensionais sejam produzidos em alta velocidade. Está presente em todas as placas de vídeo modernas.

Aceleração 3D. Bastante útil para jogos tridimensionais, mas também para programas de CAD, e trabalhos sérios que exijam representações em 3 dimensões. Essas placas surgiram no mercado em 1995, mas eram muito raras e caras. A partir de 1998 tornaram-se bastante comuns e com custos mais acessíveis. Atualmente todas as placas de vídeo são aceleradoras 2D e 3D.

Descompressão de vídeo. Este recurso faz com que imagens de vídeo (filmes, por exemplo) possam ser exibidas com qualidade de imagem idêntica à de uma TV. Circuitos de hardware realizam este trabalho com grande eficiência, sendo muito mais velozes que o próprio processador neste tipo de trabalho. Nem todas as placas de vídeo atuais possuem este recurso, mas podem fazer o mesmo trabalho por software. Como os processadores utilizados nas placas de CPU modernas são muito velozes e possuem instruções especiais para manipulação de imagens e sons (MMX e superiores), a descompressão de vídeo pode ser feita desta forma, com resultados quase tão bons quanto os obtidos com uma placa de vídeo com hardware dedicado.

Memória de vídeo

Trata-se de uma área de memória na qual ficam representadas as imagens que vemos na tela do monitor. Todas as placas de vídeo possuem chips de memória para esta função. Os modelos modernos possuem em geral 16 MB ou 32 MB de memória de vídeo. Modelos baratos podem apresentar

Capítulo 26 – Placas de vídeo e monitores26-5 quantidades de memória mais modestas, como 8 MB ou 4 MB. Modelos antigos (1995-1997) podem ter ainda menos memória, alguns chegando a 2 MB ou 1 MB. Modelos avançados de “alto cu$to e alto de$empenho” podem apresentar quantidades bem elevadas de memória, como 64 MB, 128 MB ou 256 MB.

Memória custa dinheiro. Apesar do custo não ser muito elevado, pesa consideravelmente no preço dos PCs mais simples. Para resolver o problema, fabricantes de chipsets criaram novos produtos que fizeram muito sucesso: chipsets com circuitos de vídeo embutidos. Esses chipsets, além de controlarem os barramentos da placa de CPU, o acesso à memória e outros recursos, possuem ainda os mesmos circuitos encontrados em uma placa de vídeo simples. Desta forma o produtor de PCs economiza o custo da placa de vídeo. Para o custo ficar ainda menor, a maioria dessas placas não têm chips de memória de vídeo exclusivos. Eles utilizam uma parte da memória da placa de CPU. Em geral é possível configurar através do CMOS Setup, a quantidade de memória a ser usada pelo vídeo. Podemos encontrar opções de 1 MB, 2 MB, 4 MB e 8 MB. Em uma placa de CPU equipada com 64 MB de RAM, na qual 8 MB são usados pelos circuitos de vídeo, sobram 56 MB para o processador.

Memória de vídeo. Nesta placa é formada por 8 chips de memória, montados em torno do chip gráfico principal.

Placas básicas e avançadas

Existem placas de vídeo com diversos preços e capacidades. Em placas de CPU de baixo custo com vídeo onboard, os circuitos de vídeo são praticamente gratuitos. Existem placas de vídeo simples que custam 20 dólares, outras na faixa de 100, 200, algumas chegam a custar mais de 1000 dólares. A placa deve ser escolhida de acordo com as tarefas que irá executar. Não faz sentido utilizar uma placa de 1000 dólares para trabalhos de edição de texto e acesso à Internet. Da mesma forma, não é conveniente

26-6Hardware Total utilizar placas de vídeo simples e baratas para exibir gráficos 3D complexos, com alta velocidade, alta qualidade e alta resolução.

Todas as placas de vídeo atuais, bem como os circuitos de vídeo onboard, possuem recursos tridimensionais. Possuem chips gráficos capazes de executar por hardware, de forma extremamente rápida (algumas mais, outras menos), as principais funções envolvidas na geração de gráficos tridimensionais. A geração de figuras tridimensionais é realizada através da representação na forma de uma série de triângulos. Cada triângulo recebe uma cor ou uma textura. Para dar a sensação de tridimensionalidade, é preciso calcular que partes da figura serão visualizadas, e que partes ficam ocultas, aplicar diferentes níveis de intensidade luminosa e outros efeitos que dão realismo às imagens.

Imagem 3D simulada em placa 2D (jogo DOOM2).

Até alguns anos atrás, muitos dos jogos para PC utilizavam, com algumas restrições, gráficos tridimensionais. Podemos citar por exemplo os jogos para o modo MS-DOS originados do Wolf 3D, como DOOM, Hexen, Tekwar, Dark Forces, Duke Nukem 3D e diversos outros. Temos ainda os exemplos de jogos de corridas de carros. Infelizmente, a geração de gráficos tridimensionais em tempo real consome muito tempo de processamento. Até mesmo um processador moderno não é capaz de gerar, 30 vezes por segundo (como é necessário para ter a sensação de continuidade de movimentos), telas tridimensionais de alta qualidade. Todos esses jogos fazem aproximações que diminuem o realismo das figuras, para que possam ser geradas de forma mais rápida. Entre essas aproximações podemos citar:

Eliminação das sombras Uso de baixa resolução (320x200 ou 320x240)

Eliminação de texturas

Capítulo 26 – Placas de vídeo e monitores26-7

Diminuição da parte móvel da figura Adicionar neblina - com ela não é preciso desenhar o que está longe

Eliminação de transparências, reflexão e outros efeitos luminosos

Em geral, os jogos aplicam uma ou mais dessas aproximações para permitir a geração rápida de gráficos tridimensionais simplificados. Essas técnicas eram utilizadas nos programas que precisavam gerar imagens em 3D utilizando placas de vídeo que não tinham recursos 3D nativos. As mesmas simplificações são usadas para que programas 3D de última geração funcionem em placas 3D de baixo desempenho.

Imagem gerada em uma placa 3D de baixo desempenho.

Imagem 3D gerada em uma placa 3D de bom desempenho.

As figuras 9 e 10 mostram imagens geradas, respectivamente, por placas 3D de baixo e de alto desempenho. A principal diferença é a qualidade gráfica, mas existe ainda a questão da velocidade. Placas de baixo desempenho podem gerar imagens de alta qualidade, porém são muito lentas, o que torna inviável utilizá-las com programas que exijam movimentos rápidos, como é o

26-8Hardware Total caso dos jogos 3D modernos. Para que essas placas possam gerar imagens com rapidez, é preciso reduzir a qualidade gráfica. Como resultado, na prática as placas de baixo desempenho são obrigadas a operar com imagens de baixa qualidade.

Imagem 3D em um jogo moderno, usando placa 3D (FAKK2).

Placa x onboard

Placa de vídeo avulsa não é sinônimo de alto desempenho, assim como vídeo onboard não é sinônimo de baixo desempenho. Tanto os circuitos onboard como as placas de vídeo avulsas podem ser encontradas em versões de alto ou baixo desempenho. Por exemplo:

Tipo de vídeoAlguns exemplos Placa de vídeo de alto desempenhoPlaca da série Voodoo (chips da 3DFx), placas com chips gráficos TNT2, placas com chip gráfico Gforce.

Placa de vídeo de baixo desempenhoA maioria das placas de baixo custo, placas Trident, placas com chips gráficos SiS. Vïdeo onboard de baixo desempenhoA maioria dos encontrados nas placas de CPU de baixo custo. Vídeo onboard de alto desempenhoPlacas de CPU equipadas com o chipset Intel i815, seu vídeo onboard 3D é de bom desempenho, bem acima da média de outras placas com vídeo onboard.

A questão do desempenho do vídeo baixo ou alto está muito mais ligada ao custo que ao fato de ser onboard ou não. Placas de CPU baratas com vídeo onboard, assim como placas de vídeo de baixo custo, sempre apresentam baixo desempenho do vídeo.

Monitores

À primeira vista pode parecer que os monitores são todos iguais, e que o único detalhe que importa é o tamanho da tela. Não é bem assim. O tamanho da tela é muito importante, mas existem outras características

Capítulo 26 – Placas de vídeo e monitores26-9 diretamente relacionadas com a qualidade da imagem, e até com o cansaço visual provocado no usuário.

Tamanho da tela

Os monitores mais comuns no Brasil são os que possuem telas de 14 polegadas (escreve-se 14”), devido ao seu baixo custo. Muito vendido durante os anos 90 foi o Samsung SyncMaster 3, considerado o “Fusca” dos monitores. Este monitor já não é mais fabricado, mas deu lugar a outros modelos com melhores características técnicas, mas os de 14” continuam sendo os mais baratos e os preferidos nos PCs de baixo custo. Note entretanto que os modelos de 17” já estão com preços bastante acessíveis.

A medida em polegadas normalmente atribuída à tela de um monitor corresponde ao comprimento da sua tela, em diagonal. As telas dos monitores apresentam uma relação de aspecto de 4:3, o que significa que a largura da tela é igual a 4/3 da sua altura. Por isso, as resoluções mais usadas pelas placas de vídeo apresentam seus números de pontos também na proporção de 4:3, como 640x480, 800x600 e 1024x768. Outras resoluções apresentam relações de aspecto ligeiramente diferentes.

Se calcularmos a medida da diagonal de um retângulo que tem como lados 4 e 3, encontraremos para esta diagonal o valor 5 (basta usar o Teorema de Pitágoras). Portanto, a largura da tela vale 4/5 da diagonal, e a altura vale 3/5 da mesma. Infelizmente, a medida em diagonal não corresponde exatamente à área visível da imagem. Em um monitor de 14”, a diagonal da área visível é um pouco superior a 12” (30 cm). O mesmo ocorre em monitores de telas maiores.

São comuns as telas de 14”, 15”, 17”, 19”, 20” e 21”. Obviamente, quanto maior é o tamanho da tela, maior é o preço do monitor. Esta regra possui algumas exceções. Existem por exemplo, monitores com minúsculas telas de 5” a 10”. Seus preços não são baixos como sugere a regra. Muitas vezes chegam a custar mais que os monitores de 14”.

Monitores de 17”, e superiores são indicados para editoração eletrônica, CAD, Web Design, enfim, nos trabalhos que envolvem criação de imagens. Essas atividades experimentam um considerável ganho de produtividade com o uso de resoluções mais altas, o que requer telas maiores. Com 17”, podemos trabalhar confortavelmente na resolução de 1024x768. Esses monitores em geral podem chegar a resoluções mais altas, como 1600x1200, desde que a placa de vídeo também seja capaz de operar nessas resoluções.

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Outra característica interessante relacionada com a tela é a sua curvatura. Os monitores antigos apresentavam uma tela curvada, como ocorre com as telas usadas em televisores. Os monitores mais modernos apresentam tela plana. Na verdade, essas telas não são planas, e sim, “quase planas”. O uso de uma tela plana (vamos chamar assim, mesmo sabendo que não são perfeitamente planas) oferece um maior conforto visual.

Dot pitch

Este é o principal responsável pela qualidade da imagem de um monitor. A tela de um monitor colorido é formada por minúsculos pontos vermelhos, verdes e azuis. Na verdade, esses pontos são formados por vários tipos de fósforo, capazes de emitir luz com essas cores ao serem atingidos por uma corrente elétrica. Três feixes eletrônicos percorrem continuamente a tela do monitor, atingindo os pontos de fósforos que emitem essas cores. Cada grupo de três pontos, sendo um vermelho, um verde e um azul, é chamado de tríade. Chamamos de Dot Pitch a medida das tríades. A figura 12 mostra as tríades e o seu Dot Pitch.

Tríades e Dot Pitch.

Na figura 12, cada grupo de 3 pontos R (vermelho), G (verde) e B (azul) é o que chamamos de tríade. Tradicionalmente, a medida usada como dot pitch é a distância entre dois pontos próximos de mesma cor, como a distância mostrada entre os dois pontos de fósforo verde (G). Devido à disposição entre os pontos que formam as tríades, pontos próximos de mesma cor ficam sempre alinhados em diagonal, ou então no sentido vertical. Em outras palavras, a distância entre os dois pontos verdes (G) na diagonal mostrados na figura é igual à distância entre qualquer ponto verde e o próximo ponto verde, localizado imediatamente abaixo. Portanto seria correto usar os termos “dot pitch diagonal” ou “dot pitch vertical”. Entretanto os fabricantes não usam o termo “dot pitch vertical” desta forma, e sim como mostrado na figura 12.

Capítulo 26 – Placas de vídeo e monitores26-1

Tela de um monitor que usa a tecnologia aperture grille.

Uma outra tecnologia de construção de monitores utiliza, ao invés de minúsculos pontos vermelhos, verdes e azuis, finíssimas tiras verticais dessas mesmas cores. Esta tecnologia é chamada de aperture grille. Nesse caso é usado o termo “grille pitch”, ao invés de “dot pitch”. Para ter melhor qualidade de imagem, quanto menor é o valor do dot pitch ou do grille pitch, melhor. Entretanto essas medidas não são equivalentes. Ao compararmos dois monitores, um com cada tecnologia, sendo o primeiro com dot pitch de 0,25 m, e o outro com grille pitch também de 0,25 m, o primeiro monitor apresentará melhor definição de imagem. Para que seja feita uma comparação mais justa, os fabricantes de monitores passaram a utilizar o dot pitch medido na direção horizontal, como também mostra a figura 12. Há poucos anos eram comuns os monitores de dot pitch com 0,28 m, medido no sentido diagonal. Hoje em dia são comuns monitores, mesmo de baixo custo, com dot pitch de 0,24 m. Não se trata da construção de telas com tríades menores (o que efetivamente melhoraria a definição da imagem), e sim, da nova forma de realizar a medida.

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