Ekran Kartı

Ekran kartı, mikroişlemcide (CPU) işlenen verileri sinyallere dönüştüren ve monitörde görüntülenmesini sağlayan bir genişleme kartıdır. Pc makinelerin çalışması için, kasanın içinde bir ekran kartı olmalıdır. Grafik adaptörü, ekran kartı olarak da adlandırılan bu kart, bilgisayarın içinde ana karta takılır; bu kart ekrandaki görüntülerin netliğini ve görüntü tazeleme hızını belirler. Ekran kartları bilgisayar sistemine ana kart üzerinde bulunan slotlar (genişleme yuvaları) ile bağlanırlar.

Geleneksel ekran kartları bilgileri sisteme belleğinden kendi belleğine alıp monitöre göndermekteydi. Günümüzdeki ekran kartları ise görüntülenecek bilgileri işleyebilecek hızlandırıcılar bulundurduğundan mikroişlemcinin yükünü önemli bir ölçüde hafifletmektedir.

Ekran kartlarında standart bir monitör (VGA) çıkışı vardır. Bilgisayardaki görüntüyü perdeye veya duvara yansıtmak için kullanılan projeksiyon aygıtları da monitörler gibi bu çıkışa bağlanır. Günümüzde bazı ekran kartlarında, TV görüntülerini bilgisayar sisteminde görüntülemek için TV-Out, video görüntülerini için Video-In, dijital çıktı aygıtlarını  kullanmak için DVI bağlantıları da bulunmaktadır.

Şekil 1.1: Standart bir ekran kartının görünüşü.

Bilgisayarlarda görüntü kalitesi hem ekran kartına hem de monitöre bağlıdır. Ekran kartının kalitesini ise fiziksel yapısı, kullandığı slot (donanım kartlarının ana karta monte  edildiği kısım) ve ara yüz çeşidi (CGA, VGA, SVGA) belirmektedir.

Ekran kartı bilgisayar sisteminin 4 bileşenini kullanır.

  1. Anakart; ekran kartına veri için bağlantı ve enerji sağlar
  2. Mikroişlemci; Her bir pikselle ne yapacağı kararını verir.
  3. Bellek; Ekran kartına gönderilecek bilgileri geçici olarak tutar.
  4. Monitör; Ekran kartında gelen bilgileri görüntüler

2.EKRAN KARTININ YAPISI

Ekran kartının yapısında bulunan; grafik işlemci (GPU), Görüntü Belleği (Video RAM), Dijital Analog Çevirici (RAMDAC), Video BIOS, Ekran Kartı Çıkış Bağlantıları konuları ayrıntılı olarak bulunmaktadır.

2.1. Grafik İşlemcisi (GPU)

Grafik işlemcisi görüntü hesaplamalarını ve görüntü işlemlerini ekran kartında gerçekleştiren bir yongadır. Günümüz ekran kartlarındaki grafik işlemciler, işlemciye yük bindirmeden görüntü işlemleri çok başarılı bir şekilde gerçekleştirmektedir. Grafik işlemcileri GPU (Graphics Processing Unit – Grafik İşlemci Birimi) adıyla adlandırılmaktadır.

Şekil 2.1: Fanın arkasına gizlenmiş durumdaki grafik işlemcisi

Grafik işlemcisini ekran kartının kalbi olarak tanımlayabiliriz, aynı CPU’nun bilgisayarın beyni olarak tanımladığımız gibi. Çoğu durumda bir grafik işlemcisi kartın üzerinde görülmez, çünkü genellikle soğutucunun arkasına gizlenmiş durumdadır. Grafik işlemcileri genellikle ekran kartlarının en sıcak bileşenleridir.

Grafik işlemcisi ekran kartının en önemli parçasıdır. Noktacık tarayıcıları, tepe tarayıcıları, iş hatları bileşen saat hızları gibi nerdeyse bütün donanımsal özellikler grafik işlemcinin mimarisini ve yeteneklerini tanımlar. İşlemciyle ilgili olmayan tanımlamalar ise 3B oyunlar gibi uygulamalarda işlemcilerle birlikte çalışan grafik bellekleri için kullanılır.

2.2. Görüntü Belleği (Video RAM)

Görüntü ile ilgili hesaplamaların tutulduğu bellektir. Bilgisayar sistemindeki ana bellek gibi çalışır. Görüntü belleği bilgileri grafik işlemcisinden alır ve bunları saklar. Görüntü belleğinin büyüklüğü ekran kartının performansıyla doğru orantılıdır. Yüksek çözünürlükle kaliteli görüntü alabilmek için görüntü belleği kapasitesinin büyük olması gerekir.

Şekil 2.2: Ekran kartı bellekleri (Aktif renkli olanlar)

Ekran kartı belleği genellikle işlemcinin yakınına koyulur böylece bellekle işlemci arasındaki yol mümkün olduğunca kısa tutulur. Yüksek saat hızlarına ulaşabilmek için bu önemlidir. Mükemmel bir grafik işlemcisi kötü ya da yetersiz bellek yüzünden yavaşlamak zorunda kalabilir ya da tam tersine hızlı bir bellekle uçuşa geçebilir.

Eğer grafik işlemcisi bir ekran kartının kalbiyse bellekte kanıdır denilebilir. Bellek yongaları genellikle ekran kartının üzerinde işlemcinin bir kenarında veya çevresini saracak şekilde küçük kareler ya da dikdörtgenler biçiminde düzgün olarak dizilirler (iki ile sekiz arasında değişen sayıda).

Ne kadar fazla ekran kartı belleği olursa işlemci o kadar çok grafik verisine (genellikle dokulara – textures) daha kolay erişebilir yani bu verilerin bilgisayarın ana belleğinden aktarılmasını beklemez (ki bu durum büyük zaman kaybına neden olur).

Çoğu yeni ekran kartı 128 bit veya 256 bit genişliğinde veri yoluna sahipken bazı düşük ve orta seviyeli ekran kartları 64 bit veri yolu genişliğine sahip olabilir. 128 bit genişliğe sahip veri yolu, 64 bit genişliğe sahip olana göre aynı zaman diliminde iki kat daha fazla veri aktarabilir.

Çoğu zaman bellek birimlerinin üzerinde ısı emici bulunmaz bu yüzden kartın üzerinde rahatça görülebilirler. Ancak bazen de üzerlerinde ısı emiciler bulunur hatta tamamen tek parçalı bir ısı emici tarafından kaplanmış olabilirler.

2.3. Dijital Analog Çevirici (RAMDAC)

Ekran kartının görüntü belleğindeki dijital (sayısal) verileri monitörde görüntülenecek analog sinyallere dönüştürerek ekran kartının monitör çıkışına gönderir. RAMDAC ekran kartı görüntü belleğini saniyede belirli sayıda tarayıp verileri alıp analog sinyallere dönüştürüp monitöre aktarır. RAMDAC’in verileri dönüştürme ve aktarma hızı, ekran tazelenme hızını belirler. Bu hız Hz cinsinden ölçülür. Örneğin monitörün ekran tazeleme hızı 75 Hz olarak ayarlanmışsa görüntü saniyede 75 defa yenilenir. LCD ekranlar dijital sinyalleri görüntülediklerinden, ekran kartının görüntü belleğindeki görüntülenecek veriler RAMDAC’e gitmeden direkt ekran kartının DVI (Digital Visual Interface) çıkışına aktarılır.

Şekil 2.1: RAMDAC’in görevi

2.4. Video BIOS

Video BIOS, ekran kartı içindeki tüm veri akışını düzenler ve ekran kartı bileşenleri arasındaki koordinasyonu sağlar. Bu işlemleri yapabilmesi için için video bios içinde bir yazılım vardır.

Çözünürlük Renk
16 256 6500 16,7 milyon
640 x 480 512 KB 1 MB 1 MB 2 MB
800 x 600 512 KB 1 MB 2 MB 2 MB
1024 x 768 1MB 2 MB 4 MB 4 MB
1152 x 1024 2 MB 2 MB 4 MB 6 MB
1280 x 1024 2 MB 4 MB 4 MB 6 MB
1600 x 1200 2 MB 4 MB 6 MB 8 MB

Tablo 2.1: Çözünürlüklere göre renk adedi ve bellek miktarı

2.5. Ekran Kartı Çıkış Bağlantıları

Şekil 2.2: Ekran kartı çıkışları (Aktif renkle seçili yer)

Ekran kartlarının çıkışları Şekil 2.2 de görülen bölgede bulunur. Neredeyse bütün genişleme kartlarının bir tarafı mutlaka kasanın arkasından erişilebilir şekilde tasarlanır, bu bölgede üzerinde farklı çıkışlar bulunan metal bir bağlantı ara yüzü bulunur.

Ekran kartı bilgisayarınıza takılı olduğunda sadece kasanın arkasından görünür. Bu bölgeye ekrandan gelen kabloluyu takabilirsiniz. Günümüzde pek çok ekran kartı birden fazla çıkış imkanı sunuyor böylece birden fazla ekranı aynı anda kullanabiliyorsunuz. Ekran çıkışlarının hem sayısal hem de analog olarak birkaç çeşidi vardır ancak son zamanlarda sayısal çıkışlar artık yaygın hale gelmiş durum dalardır.

Bilgisayarlar birlerle ve sıfırlarla ikilik sistem göre çalışan aletlerdir. Bu yüzden aslında sayısal çıkışlar ekran kartlarının doğal çıkışlarıdır. Modern ekranlar uzunca bir süredir ortalıkta bulunan CRT ekran teknolojisi üzerine yapılan geliştirmeler sonucunda ortaya çıktı. CRT ekranlar elektron tabancasından fırlatılan üç farklı malzemenin kırmızı, yeşil ve mavi renkleri oluşturması temeline dayanır. Bu eski tip aletler doğaları gereği analogdurlar. Bu yüzden ekran kartından gelen sayısal sinyallerinden ekrana gönderilmeden önce analoga çevrilmesi gerekir. Bu işi yapan birime sayısal-analog dönüştürücü denir (digital to analog converter – RAMDAC) (Bir önceki konuda bahsedildiği gibi). Sıvı kristal ekranların (LCD) ortaya çıkmasıyla birlikte RAMDAC birimine gerek kalmadı ancak yine de RAMDAC bileşeni olası bir analog desteği için kartlarda yerini almaya devam ediyor.

2.5.1. VGA Çıkışlar (D-Sub)

Şekil 2.3: Analog ekran çıkışı

Bu arayüz DVI (Digital Visual Interface – Sayısal Göresel Arayüz) ortaya çıkmadan önce standart olarak bütün ekran kartlarında kullanılıyordu ve hala da çok yaygın olduğunu söylemek mümkündür. D-Sub VGA çıkışları neredeyse bütün CRT ekranlara bağlanabilirler.Şekil  de görülen analog ekran çıkışı 15 adet iğnesi ve mavi rengiyle tanınabilir. VGA; “video grafik adaptörü” (video graphics adapter) çıkışıdır. Bu çıkışa uyan bağlantıya D-Sub 15 denir ve ürünün kalitesine göre değişebilen analog ekran sinyalini iletir.  Ekran kartları, yüksek çözünürlükleri destekleyebilen ekranlarda kullanılabilmesi için temiz sinyaller gönderebilmelidirler.

2.5.2. DVI Çıkışlar

Şekil 2.4: DVI

DVI : Digital Video/Visual Interface – Sayısal Video/Görsel Arayüz. DVI çıkış, LCD ekranların standart sayısal çıkış arabirimidir (ucuz modellerin dışında). Pek çok ekran kartı üreticisi tarafından, modellerinin yanına DVI ekranınız olmaması durumunda kullanmanız için DVI-VGA dönüştürücü ekleniyor.Yüksek seviye ekran kartlarının hepsi iki adet DVI çıkışı sunuyor, bu sayede Windows masaüstünüzü iki ekrana genişletebiliyorsunuz.

2.5.3. Bileşik Video (Composite Video)

Şekil 2.5: RCA: (Radio Corporation of America)

Bu çıkış televizyon veya benzeri aletlerde (VCR gibi) sıkça karşımıza çıkan bir bağlantı arabirimidir. Video sinyali tek bir eşeksenli – koaksiyel (coaxial) kablo üzerinden aktarılır. Bu arayüz sayesinde oyunlar ve sunumlar için düşük çözünürlüklü analog sinyaller taşınabilir.RCA: (Radio Corporation of America)

2.5.4. S-Video (ya Da S-VHS)

Şekil 2.6: S-Video: Süper Video veya Süper VHS

S-Video televizyon dünyasında kullanılan standart bir arayüzdür. Televizyonlara tek kablolu bileşik arayüz gibi düşük çözünürlüklü  video  aktarmak  için  kullanılır  ancak  üç ana  rengin sinyalleri farklı kanallardan gönderilir.S – Video: Süper Video veya Süper VHS

Tek kablolu bileşik bağlantıya göre daha yüksek kalite sunar ancak yine de kalitesi tatmin edici değildir. Yeni çıkan yüksek netliğe sahip arayüzlerle (Y, Pb, Pr) kalite açısından rekabet etmesi imkansızdır.

2.5.5. Bileşen Video (Component Video)

Şekil 2.7 : Component Video

Bu çıkış, “Y”, “Pb” ve “Pr” olarak adlandırılan üç farklı eşeksenli (coaxial) çıkışı üzerinde barındırır. Bunlar HDTV (yüksek netlikte televizyon) için farklı renk bilgilerini taşır. Bu bağlantı tipi aynı zamanda pek çok gösterim (projection) aleti için de kullanılabilir. Her ne kadar analog olsa da kalitesi, yüksek çözünürlüğü VGA çıkışı gibidir. HD veya yüksek netlikte içerik bileşen (component) video arayüzü ile aktarılabilir.Bileşen çıkışlar ekran kartlarının üzerinde bulunmak için fazla büyüktürler ve genellikle ayrı bir aparat sayesinde kullanılabilirler. Şekil 2.7 de görüldüğü gibi, kutucuğun üzerinde hem video (soldan ilk üç bağlantı) hem de ses (son iki bağlantı) çıkışları bulunur.

2.5.6. HDMI

HDMI, ‘High Definition Multimedia Interface’ kısaltılmış halidir (Yüksek Netlikte Çoklu Ortam Ara yüzü). HDMI’ ya geleceğin standardı olarak bakılabilir. Hem video hem de sesi aynı kablo üzerinden taşıyabilen tek aktarım standardıdır. HDMI, televizyon/film uygulamaları için geliştirilmiştir ancak yüksek güvenlik sunduğundan bilgisayar kullanıcıları da yeni yüksek netlikteki içerikleri görebilmek için bu ara yüzü kullanmak zorunda kalabileceklerdir.

HDMI bağlantısı hala çok az ekran kartı tarafından destekleniyor ancak yakın zamanda çok daha yaygın hale gelmesi bekleniyor. Bir bilgisayarda yüksek netlikte video seyredebilmek için HDMI destekli bir video kartı ve ekran gerekir.

2.6. Soğutma Aygıtları

Ekran kartlarında da bilgisayar işlemcisi üzerinde bulanan soğutma sistemi gibi ekran kartının görüntü işlemcisi üzerinde soğutma sistemi vardır. Görüntü işlemcisinin ısınmasını engeller.

Şekil 2.8: Ekran kartındaki fan

Ekran kartları 150 W’lık bir lambanın kullandığı kadar güç tüketebilirler. Günümüz devreleri üzerinden geçen bu miktardaki akım, direnç yüzünden inanılmaz sıcaklıklar üretebilir. Eğer yeteri kadar soğutulmazlarsa ekran kartı bu ısı yüzünden çalışmaz hale gelebilir. Soğutma sayesinde ekran kartlarının kararlı ve sorunsuz bir şekilde çalışması sağlanır. Soğutucu fan ya da ısı emiciler olmadan grafik işlemci veya grafik belleği fazla ısınarak sistemin kilitlenmesine ya da ekran kartında kalıcı hasarlar oluşmasına neden olabilir.

Bu soğutma elemanları pasif olabilirler yani ısıyı iyi ileten malzemeden yapıldıkları için işlerini sessiz ve sabit şekilde yaparlar veya bunların yetmediği durumlarda aktif soğutma, diğer deyişle gürültü çıkaran hareketli fanlar kullanılabilir.

2.6.1. Isı Emiciler (Heatsink)

Şekil 2.9: Isı Emici

Isı emici terimi genellikle pasif soğutucular için kullanılır. Bir ısı emici (heatsink), hangi yüzeye yapışıksa oranın ısısını emerek ya da yüzey alanını genişleterek sıcaklığını düşürür. Verimlerini arttırmak için ısı emiciler genellikle kanıtçıklara sahip olacak şekilde üretilirler, bu bileşenleri grafik işlemcinizin ya da belleğinizin üzerinde görebilirsiniz. Bazı durumlarda küçük ısı emiciler ekran kartlarının ısınan başka parçaları için de kullanılabilir.

2.6.2. Isı Borusu (Heat Pipes)

Şekil 2.10: Isı Borusu

Özellikle pasif şekilde soğutulmuş ekran kartlarında ısı borusu çözümü kullanılır. Asus tarafından üretilmiş Radeon X1600 ekran kartı ısıyı kartın arkasında bulunan büyük emiciye ileten iki ısı borusuna sahip. Isı emicinin yüzey alanı ne kadar genişse ısı yayımı o kadar iyi olur (ki bu işleme bir fanla yardımcı olunur). Ancak bazı durumlarda yer sıkıntısından dolayı kartın üzerine büyük ısı emiciler yerleştirme imkanı olmaz.

Bazı aygıtlar o kadar küçüktür ki hantal bir ısı emici yeteri kadar dokunan yüzey alanı olmadığı için iyi verim vermez. Bu durumda bir ısı borusu (heat pipe) yardımıyla sıcaklı çok olan yerden daha az olan yere taşınabilir. Genellikle ısı iletme özelliği çok iyi olan bir metal grafik yongasının üzerine koyulur. Isı borusu bu metale bağlıdır ve ısıyı borunun öteki ucundaki ısı emicisine aktarır.

Los Alamos Ulusal Laboratuarları’ndan George Grover, ısıyayım ve buharlaşma temeline dayalı bir soğutma sistemi geliştirdi. Bu sayede her geçen gün daha da küçülen grafik işlemcisi gibi yongaları daha büyük soğutma elemanlarına bağlayabilir hale geldik.

Günümüzde ısı borusu kullanan pek çok ürün pazarda satılıyor ve her geçen gün daha fazla ekran kartı soğutma çözümünün bu temele dayandığını görüyoruz.

2.6.3. Soğutucular (Isı Emici + Fan)

Çoğu durumda soğutucu bir ısı emici ve hava akımını iyileştirmek için ona takılı bir fandan oluşur, böylece ısı yayma yeteneği arttırılmış olur. Ekran kartı soğutucuları genellikle grafik işlemcisi üzerine yerleştirilir çünkü ekran kartının en çok ısınan bileşeni burasıdır. Günümüzde fabrikada takılan soğutucuyu değiştirebilmeniz pek çok ekran kartı soğutucusu pazarda bulunabiliyor.

Ancak ekran kartı soğutucuları her zaman sadece grafik işlemcisini soğutmaz. Bazı durumlarda tek parça büyük bir ısı emici ve soğutucu ikilisi grafik işlemcisi ve belleklerin tamamını kaplayabilir.

2.6.3.1. Tek Yuvalı Soğutuculular
Şekil 2.11: Tek yuvalı soğutucu

Şekil 2.11 de görülen şekilde gelişmiş bir tek yuvalı soğutucu örneğidir. Hem grafik işlemcisini hem de grafik belleklerini soğutuyor ancak bir yuvanın sunduğundan daha fazla yer kaplamıyor.

Eğer bir ekran kartı soğutucusu yeteri kadar küçükse yani komşu yuvaya taşmıyorsa veya yanına fiziksel olarak zorlanmadan başka bir kart takılabiliyorsa tek yuvalı olarak adlandırılır.

2.6.3.2  Çift Yuvalı Soğutucular
Şekil 2.12: Çift yuvalı soğutucu

Eğer ekran kartı soğutucusu çok büyükse ve komşu yuvaya her hangi bir kart takılmasına izin vermiyorsa buna çift yuvalı soğutucu denir. Genellikle çift yuvalı soğutucular sıcak havayı kartın arka tarafından kasanın dışına atmak için ikinci yuvayı kullanırlar. Bu sayede kasanın içinin genel sıcaklığını arttırmamış olurlar. Bu tür soğutma çözümlerinde ışınsal (radial) fanlar kullanılır bu fanlar havayı aşağı doğru üflemek yerine kenarlara doğru iter.

2 .7. Z-Buffer (Tampon Bellek)

İki boyutlu görüntülerde yatay (x) ve düşey (y) olmak üzere iki boyut vardır. 3 boyutlu görüntülerde derinlik boyutu vardır. Z-Buffer üç boyutlu ortamdaki nesnelerin görüntülenmesi için kullanılır. Üçüncü boyut (z) bilgisi bu bellekte saklanır. Ekran kartı üç boyutlu görüntüler oluşturabilmek için bu tampon belleğini kullanır. Z-Buffer 3D (üç boyutlu) desteği olan ekran kartlarında bulunmaktadır. Günümüz ekran kartlarının tümünde 3D desteği bulunmaktadır.

  1. 8. V-Sync

Monitörün tazeleme hızını tespit edip, monitörün tazeleme hızına göre görüntüyü monitöre gönderir.

  1. 9. Video Codec

Video görüntüleri sıkıştırılmış formattadır. Bu görüntülerin monitörde görüntülenebilmesi için çözülür. Bu görüntüler hard disk, cd-rom veya dvd-rom dan okunup ekrana gönderilmeden hemen önce çözülür.

Sıkıştırılmış verileri çözme işi ise CPU’ yu ve ekran kartını zorlar. Sıkıştırılmış görüntülerin çözümü için çeşitli yazılım ve donanım geliştirilmiştir. Ekran kartlarında video codec birimi sıkıştırılmış görüntüleri çözer. Bu eleman aynı zamanda çözme işleminde CPU’nun yükünü azaltır.

3.EKRAN KARTI ARAYÜZLERİ

Şekil 3.1: Ekran kartı arayüzü

Bu bölüm ekran kartının ana karta bağlanmasını sağlar. Bilgisayar ve ekran kartı arasındaki bilgi alış verişi bu yuva veya arayüz tarafından sağlanır. Pek çok ana kartın sadece tek bir arayüzü desteklediği düşünülürse ana karta uyan bir ekran kartı almak çok önemlidir. Örneğin, PCI Express ekran kartları AGP ara yüze sahip ana kartlarda çalışmazlar. Sadece fiziksel olarak yuvaya oturmamanın dışında haberleşmeyi sağlayan protokoller de çok farklıdır.

Ekran kartı ara yüzünün en önemli yönü, sağladığı veri yolu genişliğidir. “Veri yolu genişliği” terimi ara yüzün belirli bir sürede üzerinden geçirebileceği bilgi miktarı olarak tanımlanabilir. Ara yüzün sağladığı veri yolu genişliği arttıkça daha hızlı ekran kartlarını destekleyebilir (teorik olarak). Uygulamada ise ara yüz bilgisayar çevrelerinin iddia ettiğinden daha az önemlidir.

3.1. ISA

Şekil 3.2: ISA: Industry Standard Architecture (Endüstri Standardı Mimarisi)

Bu en eski PC kartı arabirimidir. Bu standardı kullanan ekran kartları çok uzun zaman önce piyasayı terk ettiler. Hatta günümüzde ISA yuvası olan yeni bir anakart satın almak bile mümkün değildir.

ISA kartların 8 bit ve 16 bit olan iki çeşidi vardır; resimde görülen iki bağlantı bloğunun ikisini de sadece 16 bit olan modeller kullanır. EISA (Extended ISA – Uzatılmış ISA) kartlar daha yüksek veri yolu sunabilen (32 bit) ana kartlar için tasarlanmışlardır ve genellikle veri yolu iyileştirmesi (bus mastering) özelliğini desteklerler.

3.2. PCI

Şekil 3.3: 32 bit klasik PCI veri yolu

PCI’ nın açılımı Pheripheral Components Interconnect’ dir (Çevresel Bileşen Ara bağlantısı). 32 bit genişliğe ve 33 MHz aktarım hızına sahiptir ve teorik olarak saniyede 133 MB veri aktarımı yapabilir. Günümüzde pek çok genişleme kartı için Şekil 3.3 te görülen yuva kullanılıyor. PCI ara yüzü daha fazla veri yolu hızı sağlayarak, ISA ve türevlerinin (VL – Vesa Local Bus) 1990’ların ortalarında piyasadan kalkmasını sağlamıştır. PCI şu anda pek çok bilgisayar bileşeninin standart bağlantı ara yüzüdür ancak gelişmiş ekran kartları AGP’ ye ( ve oradan PCI Express’e ) geçerek PCI ara yüzünü çoktan bir kenara itmişlerdir.

Ancak pek çok durumda büyük üreticilerin bilgisayarlarında AGP ve PCI Express ara yüzü yoktur. Bu yüzden sistem güncellemesi için tek çözüm PCI ara yüzüdür ki bu yuva için olan kartlar genellikle düşük başarımlı ve gereksiz pahalıdırlar.

3.3.  PCI-X

PCI-X terimi Peripheral Component Interconnect – Extended’ in kısaltılmışıdır: 64 bit veri yolu genişliğine sahip bu ara yüz aktarım hızına bağlı olarak saniyede 4,266 MB’ ye kadar veri aktarabilir. PCI-X (PCI Express ile karıştırılmamalıdır) PCI veri yolu üzerinde yapılan ilk hız yükseltmesidir ancak daha çok sunucu alanında kullanılmıştır. Normal bilgisayarlarda pek görülmezler ve PCI-X ekran kartları çok nadir olarak bulunur. PCI-X kartları yeni sürüm olmak şartıyla (PCI 2.2 veya yukarısı) normal PCI yuvalarda kullanılabilir ancak PCI Express yuvası olan ana karta takılmaz..

3.4.  AGP

Şekil 3.4: Hızlandırılmış Grafik Yuvası (Accelerated Graphics Port)

AGP (Accelerated Graphics Port)  Hızlandırılmış Grafik Yuvası; özellikle ekran kartları için tasarlanmış yüksek hızlı bir ara yüz. Temel olarak PCI rev. 2.1 ara yüzünü kullanır. Ancak PCI’ nın paylaşılan veri yolunun tersine AGP tek bir aygıta ayrılmış veri yoluna sahiptir. Bu özelliği sayesinde AGP, PCI ‘ a göre pek çok artı sağlar; sistem belleğine doğrudan yazma, verinin hazırlanmasında ve aktarımında basitleştirme ve yüksek saat hızları gibi.

AGP üç büyük değişiklik geçirmiştir en yenisi AGP 8x 2.1 GB/s veri aktarım hızına sahiptir ki bu da ilk çıkan AGP sürümünden (32 bit, 66 MHz, 266 MB/s) sekiz kat daha hızlı anlamına gelir. AGP ara yüzü yeni ana kartlarda PCI Express tarafından ortadan kaldırılmıştır ancak AGP 8x (hatta AGP 4x de) gelişmiş ekran kartları için yeterli hız sunmaya devam ediyorlar. Son olarak bütün AGP 8x kartlar, AGP 4x  ve AGP 8x olarak çalışabilirler.

3.5. PCI Express

Şekil 3.5: PCI Express

ISA, PCI ve AGP’ nin tersine PCI Express seri ara yüze sahip bir sistemdir. Bu sayede çok az bağlantı ile çalışabilir. Paralel veri yollarından farklı olarak toplam veri yolu bütün aygıtlar için geçerlidir, örneğin PCI kartlar veri yolunu paylaşırlar.

PCI Express, gerekli olan veri yolunu sağlamak için ne kadar bağlantı gerekiyorsa uç uca ekleme mantığıyla çalışır. PCI Express x1 yuvası kısa ve küçüktür ve her iki yöne de 250 MB/s bağlantı hızı sunarlar (yukarı ve aşağı ya da sisteme ve karta). PCI Express x16 (16 bağlantı) toplamda 8 GB/s aktarım hızı sunar, 4 GB/s yukarı ve 4 GB/s aşağı. Daha düşük yuva seçenekleri (x8, x4, x1) ekran kartları için kullanılmazlar. Ancak fiziksel olarak x16 olan bir ekran kartının mutlaka bunun tamamını kullanması gerekemez. Pek çok ana kart birden fazla ekran kartı (SLI veya Crossfire) takılmasına izin vermek için PCI Express x16 veri yolunu x8 olarak kullandırır.

Her ne kadar arttırılan veri yolu kulağa hoş gelse de bilgisayar endüstrisini asıl sıkıştıran şey başkadır: güç tüketimi. AGP 3.0 standardı (AGP 8x) en yüksek 41.8 W (3.3 V 6A, 5 V 2A ve 12 V 1A = 41.8 W ve ek olarak 1.24 W yardımcı güç kablosu 3.3 V, 0.375A) güç sağlayabilir. Ekran kartlarının artan iştahları üreticileri kartlar üzerinde daha fazla dört iğneli güç girişleri koymaya götürmüştür; ATI Radeon X850XT PE’de bir adet, NVIDIA GeForce 6800 Ultra’da iki adet bulunmaktadır..

Her biri 6.5 A veya 110.W (12 V + 5 V veya 17 V x 6.5 A = 110.5 W) aktaran dört iğneli yardımcı güç bağlantılarının eklenmesi sayesinde AGP kartların ömrü biraz daha uzadı. PCI Express çok daha basit bir çözümle x16 bağlantı için 75 W ve altı iğneli bağlantı ile bir 75 W daha güç sağlayarak toplamda 150 W’ı destekleyebiliyor. Sonuç olarak PCI Express geleceğin güç tüketim ve veri yolu hızı sorunlarını şimdilik çözüyor.

4.EKRAN KARTININ ÇALIŞMA PRENSİBİ

Monitördeki görüntü çok küçük noktalardan oluşur. Bu noktalara görüntünün en küçük birimi olan piksel denir. Her pikselin kendine ait renk ve yoğunluk bilgileri vardır. Daha genel bir tanımla piksel; ekranın bağımsız olarak kontrol edilebilir en küçük parçasıdır. İşte bu piksellerden binlercesi bir araya gelerek ekrandaki görüntüyü oluşturur.

4.1. Çözünürlük

Çözünürlük görüntü kalitesini belirleyen en önemli faktördür. Çözünürlük, ekrandaki görüntünün kaç pikselden oluşacağını belirler ve yatay ve dikey piksel cinsinden belirtilir (800×600,1024×768 gibi). Çözünürlük arttıkça görüntü birbirinden bağımsız olarak kontrol edilebilen daha çok pikselden oluşur ve görüntü kalitesi de yükselir.

Windows 95 ile hayatımıza giren “scaleable screen objects” teknolojisi sayesinde çözünürlük arttıkça ekrandaki kullanılabilir alan da artar. Windows ekranında çözünürlük ne olursa ekrandaki nesneleri oluşturan piksel sayısı değişmez. Çözünürlük arttıkça pikseller de küçüleceği için nesneler daha az yer kaplar ve masaüstündeki kullanılabilir alan çözünürlükle doğru orantılı olarak artar.

Çözünürlük arttıkça yükselen görüntü kalitesinin de bir bedeli vardır. Çözünürlük yükseldikçe kontrol edilmesi gereken piksel sayısı ve dolayısıyla da gerekli işlem gücü, ayrıca bu piksellerin bilgilerini tutmak için gerekli bellek miktarıyla onların transferi için gereken bellek bant genişliği artar ve buna bağlı olarak performans düşer. Çözünürlüğü hem ekran kartı desteklemeli, hem de monitör fiziksel olarak gerekli sayıda pikseli ekranda oluşturabilmelidir.

4.2. Renk Derinliği

Piksellerin kendilerine ait renklerinden bahsetmiştik, piksellerin alabileceği renkler kırmızı, yeşil ve maviden türetilir. İşte renk derinliği bu renklerin miktarını belirler. Renk derinliği ne kadar artarsa her pikselin alabileceği renk sayısı artar, renkler gerçeğe daha yakın olur. Renk derinliği bit cinsinden belirtilir, 8 bit renk derinliğinde her piksel için 256 renk kullanılabilir.

İnsan gözünü aldatıp ekrandaki görüntüyü gerçek gibi göstermek için kullanılan üç rengin de (kırmızı, yeşil ve mavi) 256`şar tonu gereklidir, bu da renk başına 8 bitten 24 bit yapar. Bu moda True Colour (Gerçek Renk) adı verilir. Fakat çoğu güncel ekran kartı görüntü belleğini kullanma yöntemleri yüzünden pikselleri bu modda göstermek için 32 bite ihtiyaç duyarlar. Kalan 8 bit alpha kanalı (piksellerin saydamlık bilgisini tutar) için kullanılır.

High Colour (16 bit) modunda ise yeşil için altı ve maviyle kırmızı için de beşer bit kullanılır. Yeşil için 64, maviyle kırmızı için de renk başına 32 farklı yoğunluk vardır . Renk kalitesinde 32 bite göre çok az fark olsa da piksel başına 4 yerine 2 byte (8 bit = 1 byte) hafıza gerekeceğinden 32 bite göre performans avantajı sağlar.

256 renk (8 bit) modu renk paleti denen bir yöntemle  en verimli şekilde kullanılarak renk kalitesi biraz arttırılır. Renk paletinin mantığı şöyledir: Kullanılacak 256 renk gerçek renk modundaki 3 byte lık renklerden seçilir ve bu renklerden bir renk paleti oluşturulur. Her program ilgili paletteki 256 renkten istediğini seçip kullanabilir. Böylece örneğin kırmızı için iki, mavi ve yeşil için de üçer bit kullanılarak elde edilen renklerden daha canlı renkler elde edilebilir ve elimizdeki 8 bit en verimli şekilde kullanılmış olur.

En çok kullanılan üç renk modu yukarıdaki gibidir, ekran kartı üretemediği renklere hazırdaki renklerin değişik kombinasyonları kullanarak üretilemeyen renge yakın bir renk oluşturur ve bu renk üretilmesi gereken rengin yerine gösterilir. Buna dithering denir. Dithering yöntemiyle elde edilmiş bir resmin kalitesi orijinal resme göre çok daha düşüktür.

4.3. Görüntü Ara yüzleri

Önceleri ekrandaki piksellerin adreslenmesi için bir standart olmadığından sorunlar vardı. Bu sorunları çözmek için VESA (Video Electronics Standarts Association) adında video protokollerini standartlaştırmayı amaçlayan bir konsorsiyum oluşturuldu. VGA ile beraber geriye uyumluluk da sağlanarak çözünürlük sürekli arttı.

VGA öncesindekilerin de dahil olduğu standartlar şöyledir :

4.3.1. MDA (Hercules): Monochrome Display Adapter, 1981 yılındaki ilk IBM PC`deki ekran kartıdır.Sadece ekranda yerleri önceden belirlenmiş olan 256 özel karakteri gösterebiliyordu. 80 kolona 25 satırlık bir ekranda gösterebildiği yazı karakterlerinin boyutları da önceden belirlenmişti ve grafik görüntülemek mümkün değildi. IBM, bu kartlara ekstra slot masrafından kurtulmak için bir de yazıcı bağlantı noktası eklemişti.

4.3.2. CGA: Bu ara yüzde ekran kartları RGB monitörlerle çalışıp ekranı piksel piksel kontrol edebilme özelliğine sahiplerdi. 320×240 çözünürlüğündeki bir ekranda 16 renk üretilebiliyor fakat aynı anda bunlardan sadece 4 tanesi kullanılabiliyordu. 640×200` lük bir yüksek çözünürlük modu vardır ama bu modda sadece 2 renk gösterilebiliyordu. Görüntü kalitesi kötü olsa bile en azından grafik çizilebiliyordu. Zaman zaman piksellerin gidip gelmesi ve ekranda rast gele noktalar oluşmasına rağmen bu standart çok uzun bir süre kullanılmıştır.

4.3.3. EGA: CGA`dan birkaç yıl sonra sırada Enhanced Graphics Adapter vardı. CGA ile VGA arasındaki bu kartlar 1984`ten IBM`in ilk PS/2 sistemlerini ürettiği 1987`ye kadar kullanıldı. EGA monitörle kullanıldığında üretilen 64 renkten aynı anda 16 tanesi kullanılabiliyordu. Yüksek çözünürlük ve monochrome modları da vardı ,ayrıca eski CGA ve monochrome monitörlerle de uyumluydu. Bu kartlardaki bir yenilik de bellek genişletme kartlarıydı. 64K bellekle satılan bu kartları bellek genişletme kartıyla 128K`ya upgrade etmek mümkündü. Ek olarak satılan IBM bellek kitiyle bir 128K daha eklemek de mümkündü. Sonraları bu kartlar standart olarak 256K bellekle üretilmeye başlandı.

4.3.4. PGA: IBM`in 1984`te piyasaya sürdüğü Professional Graphics Array adını hitap ettiği pazardan alıyordu. 5000 dolara satılıyor ve entegre 8088 işlemcisiyle mühendislik uygulamalarıyla diğer alanlardaki bilimsel çalışmalar için 640×480 çözünürlükte 256 renkte saniyede 60 kare hızla 3 boyutlu animasyonları çalıştırabiliyordu. Fiyatı yayılmasını engelledi ve fazla kullanılamadan piyasadan kalktı.

4.3.5. MCGA: 1987`de piyasaya sürülen Multi Color Graphics Array standardındaki ekran kartları teknolojide büyük bir sıçrama yaparak VGA ve SVGA`ya kadar gelen bir gelişimi başlattı. IBM`in Model 25 ve Model 30 PS/2 PC`lerinde anakarta entegre halde geliyordu. Uygun bir IBM monitörle kullanıldığında bütün CGA modlarını da destekliyordu fakat TTL yerine analog sinyallerle çalıştığından daha önceki standartlarla uyumlu değildi. TTL (Transistor  to Transistor Logic) mantığında voltaj seviyesine göre transistörler açılıp kapanır ve sadece 1 ve 0 değerleri oluşur bunu sonucunda. Analog sinyallerdeyse bu kısıtlama yoktur. Analog sinyalleşmenin de sağladığı avantajla MCGA ara yüzüyle 256 renk üretilebiliyordu. Bu ara yüzle beraber 9 pinlik monitör bağlantısından halen kullanılmakta olan 15 pinlik bağlantıya geçildi.

4.3.6. 8514/A: IBM`in MCA veri yoluyla kullanmak için ortaya attığı bu arayüz zamanla yüksek tazeleme hızlarına çıktı. VGA ile aynı monitörü kullanmasına rağmen VGA`dan farklı çalışıyordu. Bilgisayar ekran kartına ne yapması gerektiğini söylüyordu ama ekran kartı onu nasıl yapacağını kendisi ayarlıyordu. Örneğin ekrana bir çember çizileceği zaman VGA`daki gibi işlemci görüntüyü piksel piksel hesaplayıp ekran kartına yollamıyordu. Bunun yerine ekran kartına çember çizileceğini söylüyordu ve ekran kartı da çemberi çizmek için piksel hesaplarını kendisi yapabiliyordu. Bu yüksek seviyeli komutlar standart VGA ile komutlarından çok farklıydı. Bu standart çıktığı zamanın daha ilerisindeydi ve VGA`dan daha kaliteli görüntü sunuyordu ama fazla destek bulamadığı için yayılma imkanı bulamadan piyasan kalktı. IBM üretimi durdurup aynı daha fazla renk gösterebilen XGA üzerine yoğunlaştı. XGA 1990`da piyasaya çıktıktan sonra Micro Channel Platformları için standart oldu.

4.3.7. VGA: 2 Nisan 1987`de, MCGA ve 8514/A ile aynı günde IBM tarafından tanıtılan Video Graphics Array aradan sıyrılarak masaüstü için standart olmayı başardı. IBM yeni bilgisayarlarında bu chipleri ana karta entegre ederken eski bilgisayarlarda da kullanılabilmeleri için 8 bitlik bir arayüzle ana karta bağlanabilen ayrı bir kart halinde de geliştirdi. IBM üretimi durdurduktan sonra bile değişik firmalar üretime devam ettiler. VGA ile 262144 renklik bir paletten seçilen 256 renk aynı anda kullanılabiliyordu. 640×480`lik standart çözünürlükte aynı anda 16 renk gösterilebiliyordu. Ayrıca 64 renk gri tonlama ile siyah beyaz monitörlerde renk simülasyonu yapabiliyordu.

4.3.8. SVGA: Super VGA ilk SVGA kartlardan güncel kartlara kadar çok fazla kartı kapsayan geniş bir standart. SVGA ile birlikte ekran kartları için aygıt sürücüsü kavramı ortaya çıktı. Kartların yanında verilen sürücülerle iletişim sistemleri kartların tüm özelliklerini kullanabiliyorlardı. VESA BIOS Extension adında standart bir arayüz belirlendi ve bu sayede programcılar her kart için ayrı kod yazma zahmetinden kurtuldular. Üreticiler bu arayüzü benimsemek istemediler ve başlarda kartların yanında verilen ve her boot işleminden sonra çalıştırılan bir programla kartlarını bu BIOS uzantılarıyla uyumlu hale getirdiler fakat sonunda bunu kartların BIOS`larına entegre ettiler. SVGA ile 800×600 çözünürlüğe çıkıldı.

SVGA’dan sonra IBM XGA ile 1024×768 çözünürlüğe geçerken sonraki basamak olan 1280×1024`e de bir VESA standardı olan SXGA ile geçildi. Sonra da UXGA ile de 1600×1200 çözünürlüğe geçildi. Çözünürlükteki 4:3 oranı sadece SXGA ile bozuldu, bu standartta oran 5:4`tür.

Şekil 4.1: Çözünürlükler

5.EKRANDA GÖRÜNTÜNÜN OLUŞMASI

Ekranda görüntünün oluşması bölümünde üç boyutun oluşturulması, bu boyutların ışıklandırılması ve perspektifi hakkında bilgiler bulunmaktadır.

5.1.   Üçüncü Boyut

3B bir görüntü 3 temel adımda oluşturulur:

  1. Sanal bir 3B ortam yaratılır
  2. Ekranda bu ortamın hangi bölümünün gösterileceğine karar verilir.
  3. Görüntüyü mümkün olduğu kadar gerçeğe yakın gösterebilmek için her pikselin nasıl görüneceği belirlenir.

Sanal bir 3B ortamını sadece o ortamın bir resmi belirleyemez. Bu ortamlardaki nesneler sentetiktir, bütün özellikleri onlara yazılım yoluyla verilir. Programcılar sanal bir 3B dünya tasarlarken büyük bir özenle bütün bu detaylara dikkat ederler ve bu işler için özel araçlar kullanırlar.

Belirli bir zamanda oluşturulan bu 3B dünyanın ancak belirli bir bölümü ekranda gösterilir. Ekrandaki görüntü dünyanın nasıl tanımlandığına, sizin nereye gitmek istediğinize ve nereye baktığınıza göre değişir. Hangi yöne hareket ederseniz edin etrafınızdaki sanal dünya o an bulunduğunuz pozisyonu ve nereye baktığınızı değerlendirerek ekranda ne görmeniz gerektiğine karar verir. Bu farklı sahneler de kendi içlerinde tutarlı olmalıdır, örneğin bir nesne ona baktığınız her açıdan ve uzaklıktan aynı yükseklikteymiş hissi vermelidir.

5.1.1. Şekiller

3B nesneler ilk başta wireframe denen bir yapı ile oluşturulurlar. Şekil 5.1 de görüldüğü gibi şeklin iskeleti de diyebileceğimiz bu tel örgü en basit haliyle nesnenin şeklini belirler. Wireframe denen bu yapı için bir yüzey tanımlanması şarttır.

5.1.2. Yüzey Kaplamaları

Sanal bir 3B ortamda nesneleri elleme şansımız olmadığından onların hakkında sadece onlara bakarak fikir edinebiliriz. Bu yüzden sanal 3B ortamlarda nesnelerin dış görünüşleri çok önemlidir. Dış görünüşü şunlar belirler:

  • Renk: Nesnenin rengi.
  • Kaplama: Tel örgünün üzerine yapılan kaplamayla nesnenin yüzeyi düz, çizgili veya girintili çıkıntılı görünebilir.

Şekil 5.1: Bu el modeli 862 poligondan oluşuyor.

Şekil 5.2: Aynı model 3444 poligonla gerçeğe çok daha yakın.
  • Yansıma: Nesneye etkiyen ışığa ve etrafındaki diğer nesnelere göre cismin üzerinde yansımalar oluşturulur.

Bir nesneyi gerçek gibi göstermek için bu üç özellik de dengeli bir biçimde nesnenin değişik yüzeylerine uygulanmalıdır. Örneğin bir 3B ortamda bir klavyeyle bir masa ışığı aynı oranda yansıtmaz. Bu üç parametreyi değiştirerek nesnelere sert veya yumuşak hissi verilebilir.

Şekil 5.3: Tel örgümüz, kaplanınca gerçek bir ele benzedi.

5.1.3 Lighting  (Işıklandırma)

Karanlık bir odaya girdiğimizde ışığı açarız ve ışık kaynağından her yöne doğru yayılan ışık sayesinde odadaki bütün nesnelerin görüntüsü değişir. Bu ışığın odaya nasıl yayıldığını düşünmeyiz ama 3B grafiklerle uğraşanlar bunu düşünmek zorundalar. Tel örgüleri kaplayan kaplamalar (texturelar) bir yerden aydınlatılmalıdırlar. Ray tracing denilen bir yöntemle ışık ışınlarının alacağı yol çizilir ve bu ışınlar çarptıkları  nesnelerden farklı yoğunluk ve açılarla yansır.

Şekil 5.4: Işıklandırma, nesneye sadece derinlik katmakla kalmayıp onu üzerinde bulunduğu yüzeye de bağlıyor.

Işıklandırma cisme ağırlık ve katılık etkisi verirken en çok kullanılan iki efektte önemli rol oynar: Shading ve gölgeler. Shading, bir nesne üzerindeki parlayan ışığın bir tarafında diğer tarafından daha güçlü olmasıdır. Ancak shading sayesinde bir top yuvarlak veya buruşmuş bir battaniye yumuşak görünebilir. Parlaklıktaki bu fark nesnelere derinlik, uzunluk ve genişlik kazandırır.

Katı nesneler üzerlerinden ışık parladığında gölgeler yaratırlar. Gözlerimiz gerçek nesneleri görmeye alışık olduğundan ekranda gölge gördüğümüz zaman matematiksel olarak üretilmiş şekillere değil de bir pencereden gerçek bir dünyaya bakıyormuş gibi hissederiz.

5.1.4. Perspektif

Perspektif kulağa biraz teknik gelebilir ama günlük yaşamımızda çok sık gördüğümüz bir etkidir. Bir yolun kenarında durup ufuk çizgisine doğru baktığınızda yolun iki kenarı da birleşiyormuş gibi görünür. Yol kenarında ağaçlar varsa da bu ağaçlar birleşme noktasına yaklaştıkça da daha küçük görünür. Nesnelerin bir noktada birleşiyormuş gibi görünmesini sağlayan bu efekt perspektiftir. Değişik çeşitleri vardır fakat 3B çizimlerde genelde tek noktalı perspektif kullanılır.

Şekil 5.5 teki eller ayrı duruyor fakat çoğu sahnede nesneler birbirlerinin önünde dururlar ve birbirlerini kısmen kapatırlar. Bu durumda bunların büyüklüklerinin hesaplanması dışında hangisinin önde olduğu da bilinmelidir. Bunun için Z Buffering denilen teknik kullanılır. Z buffera her poligon için bir sayı atanır ve bu sayı o poligona sahip nesnenin sahnenin ön tarafına yakınlığını belirler. Öneğin 16 bitlik bir Z buffer ekrana en yakın poligon için -32768 ve en uzak poligon için de 32767 değerlerini atar.

Şekil 5.5: Perspektif

Gerçekte bir nesnenin arkasındaki diğer nesneleri göremediğimiz için ne görüyor olmamız gerektiğini düşünmeyiz. Sanal 3B ortamlarda da bu sıkça olur ve çok düz bir mantıkla çözülür. Nesneler yaratıldıkça x ve y ekseninde aynı değere sahip olanlarının Z bufferdaki değerleri karşılaştırılır ve en düşük Z değerine sahip nesne tamamen görüntülenir. Daha yüksek Z değerindekilerinse tamamı görüntülenen nesneyle kesişen bölgeleri görüntülenmez. Nesneler tamamen oluşturulmadan önce Z değerleri belirlendiği için görünmeyecek bölgeler tamamen hesaplanmaz ve bu da performansı arttırır.

 

5.1.5. Derinlik (Depth of Field)

Yakınınızdaki bir ağaca bakarsanız uzaktaki ağaçların netliklerini kaybettiklerini görürsünüz.

Filmlerde ve bilgisayar ortamında sık kullanılan bu efekt iki amaca hizmet eder. İlki sahnedeki derinlik hissini güçlendirmektir. İkincisi ise dikkatinizi bir nesneye çekmektir.

Şekil 5.6: Derinlik örneği

5.1.6. Anti-aliasing

Bu teknik de gözü aldatarak görüntünün doğal görünmesini amaçlar. Dijital görüntü sistemleri aşağıya ve yukarıya doğru düz çizgiler çizmekte son derece başarılıdırlar fakat iş eğrilere ve çapraz çizgileri çizmeye gelince basamak efekti oluşur ve çizgilerin kenarları yumuşak değil de daha çok bir merdiven gibi gözükür. İşte bu noktada devreye anti-aliasing girer ve çizginin kenarlarındaki piksellere onlara yakın gri tonlardaki renklerle shading uygulayarak kenarları biraz bulanıklaştırır. Bu sayede basamak efekti ortadan kaybolmuş gibi gözükür. Anti-aliasing de doğru pikselleri için doğru renkleri seçmek de başka bir karmaşık işlemdir ve sisteme oldukça yük bindirir.

 

Şekil 5.7: Sadece düz çizgilerdeki pikseller kullanıldığında basamak efekti oluşur.

 

Şekil 5.8: Kenarlardaki piksellerin etrafındakiler de kullanılarak basamak efekti azaltılır.

5.2. Görüntüleri Hareketlendirme Zaman

Durağan 3B sahnelerinin oluşturulmasından sonra bunları hareket ettirmek için; ekrandaki her piksel saniyede belirli sayıda hesaplama yapılmalıdır. Yüksek çözünürlük en az 1024×768 dir. Bu çözünürlükte 786.432 adet piksel kullanılır, her piksel için 32 bit renk kullanıldığında 25.165.824 bit sadece durağan görüntü için gereklidir. Görüntünün 60 FPS hızda çalışması için her saniye 1.509.949.440 bit veri aktarılmalıdır ve bu sadece görüntüyü ekrana yansıtmak için yeterlidir. Bunun yanında bilgisayar görüntü içeriğini, renkleri, şekilleri, ışıkları ve diğer efektleri de hesaplamak zorundadır. Bütün bunlar görüntü işlemcilerinin çok hızlı gelişmesine sebep olur çünkü iyi bir performans için CPU’nun üzerine düşen yük hafifletilmelidir.

5.3. Transform (Dönüşüm) İşlemleri

Durağan görüntüler dönüşüm denen matematiksel bir işlem sonucunda hareket kazanırlar. Bakış açımızı her değiştirdiğimizde bir dönüşüm olur. Bir arabanın bize yaklaştıkça daha büyük görünmesi gibi, büyüklüğün her değişiminde bir dönüşüm olur. Bir 3B oyunun her karesinde kullanılan dönüşüm işlemine matematiksel olarak şu şekildedir:

Dönüşümde ilk etapta sanal dünyamızı tanımlayan önemli değişkenler kullanılır:

  • X = 758  baktığımız sana dünyanın yüksekliği
  • Y = 1024  bu sanal dünyanın genişliği
  • Z = 2  bu da sanal dünyanın derinliği
  • Sx – sanal dünyaya baktığımız pencerenin yüksekliği
  • Sy – pencerenin genişliği
  • Sz = hangi nesnelerin diğerlerinin önünde göründüğünü belirten derinlik değişkeni
  • D = .75  gözümüzle sanal dünyamıza açılan pencere arasındaki uzaklık

 

 


Hazırlayan

Sultan MEHTAP İZMİRLİ

Kaynaklar:

http://www.pclabs.gen.tr

http://www.thgtr.com

http://www.pcforumturkey.com

http://www.megep.meb.gov.tr

http://computer.howstuffworks.com/agp.htm/printable

http://www.hardwarecentral.com/hardwarecentral/tutorials/62/1/

http://computer.howstuffworks.com/graphics-card.htm

http://www.pctechguide.com/05graphics.htm

http://www.themeter.com/articles/3DBasics.shtml

http://www.extremetech.com/print_article/0,3998,a=2674,00.asp