Tarjetas gráficas

5 Tarjetas gráficas.
5.1 El sistema gráfico.
Los programas generan
constantemente datos e imágenes
que se ven en el monitor gracias al
sistema gráfico. En este podemos
diferenciar varios elementos: el
monitor, la tarjeta gráfica y los drivers
o controladores software que permiten
que los programas puedan
entenderlos y manejarlos. Cada uno
de estos elementos cumple una
función distinta dentro del sistema
gráfico, pero tienen algunas
características comunes que deben ajustarse entre sí para un máximo
rendimiento del sistema. De este modo, de entre las características comunes,
el dispositivo más lento o menos potente determinará las capacidades gráficas
del sistema. Por ejemplo, de poco nos serviría tener la mejor tarjeta gráfica del
mercado si disponemos de un monitor VGA que sólo permite trabajar a una
resolución de 800 x 600 puntos, y viceversa, de poco nos serviría tener el mejor
monitor del momento, si nuestra tarjeta gráfica no dispone de un procesador
gráfico bueno.
La tarjeta gráfica es, por tanto, el dispositivo encargado de generar las
imágenes que serán mostradas por el monitor a petición de los programas.
Tiene que ser un dispositivo muy veloz, puesto que tiene que transformar, en
tiempo real, la información que los programas le dan, que puede estar
constituida de cientos de millones de puntos o triángulos (unidad mínima de
representación en entornos 3D), en información gráfica que pueda ser
representada en el monitor a una velocidad superior a 25 imágenes por
segundo, para que el ojo humano no detecte parpadeo y entienda la imagen
como una imagen continua en movimiento.
El monitor visualiza la información que se genera en los programas a
través de la tarjeta gráfica. Los principales parámetros que determinan la
calidad de un monitor son: el tamaño, la resolución, la profundidad de color y la
frecuencia de trabajo.
Los driver son programas que sirven de interfaz entre los programas y la
tarjeta gráfica y que son suministrados directamente por el fabricante de la
tarjeta gráfica, de forma que los programadores no tengan que preocuparse de
qué tarjeta gráfica se utilizará en un sistema u ordenador concreto y qué tipo de

Ilustración 5.1 Tarjeta gráfica
programación o comandos necesitará para funcionar correctamente. Digamos
que el driver se encarga de transformar o traducir unas órdenes o comandos
gráficos genéricos, proporcionados por los programas, en órdenes o comandos
gráficos comprensibles por la tarjeta gráfica en cuestión. De todos modos,
todas las tarjetas gráficas mantienen compatibilidad con el modo estándar
VGA, que utilizan en el proceso de arranque del ordenador hasta que hacen
acto de presencia los drivers correspondientes instalados en el sistema
operativo. Por tanto, es fácil comprender, que si disponemos de una tarjeta
gráfica muy buena, pero no de sus drivers correspondientes, se comportará
como una tarjeta básica VGA y no podremos sacarle ningún partido adicional,
de ahí la importancia de guardar siempre los drivers que el fabricante nos
proporciona cuando compramos la tarjeta gráfica.
5.2 Historia.
En 1981 se lanzó el primer PC de IBM con un sistema grafico que solo podía
trabajar en modo texto, es decir con los símbolos gráficos del código ASCII,
que se denominó MDA (Monochrome Dispay Adapter).
Seguidamente sacó el sistema grafico
CGA(Color Graphics Adapter) con una
resolución de 320×200 y una profundidad de
cuatro colores. Este fue el primer sistema grafico
verdadero que permitía crear dibujos e
imágenes en la pantalla del ordenador.
Constaba de una matriz de puntos con 320
columnas por 200 filas que abarcaban toda la
pantalla del monitor. El número total de puntos
de esta matriz era de 64.000; de esta forma cada vez que el procesador
principal del ordenador creaba una imagen tenía que dibujar esos puntos en la
memoria de vídeo. La razón de que el número de columnas fuera diferente al
número de filas fue para intentar mantener la relación de aspecto 4.3 de una
televisión. Como los datos en la memoria se escriben con bits que sólo pueden
representar los valores 0 y 1, cada punto de la pantalla necesitaba 2 bits para
asignar el color de cada punto: 00= primer color, 01= segundo color, 10= tercer
color y 11= cuarto color. Así pues, el número de bits necesarios para dibujar
una imagen completa era de 128.000 (dos bits de color para cada punto).
Como en la memoria los bits se agrupan de 8 en 8 formando las bytes,
necesitaba un cantidad de memoria igual a 16000 bytes (16 KB).
Por esa misma época un fabricante independiente llamado Hércules
sacó al mercado su propia tarjeta grafica con una resolución de 720×348
llamada HGC (Hercules Graphics Cards), fue muy popular ya que

Ilustración 5.2 Tarjeta gráfica
prácticamente doblaba la resolución de la CGA, siendo muy adecuada para
programas de CAD.
En1984 IBM lanza su sistema gráfico EGA (Enhanced Graphics
Adapter), con una resolución de 640×350 y una profundidad de color de 16
colores; en 1987 evolucionó al sistema gráfico VGA(Video Graphics Array), con
una resolución de 640×480 y 16 colores, que se convirtió en el estándar más
popular de sistemas gráficos.
A partir de este momento aparecen una gran cantidad de empresas
independientes con sus propias tarjetas gráficas que genéricamente se
denominaron superVGAs , extraVGAs, VGAs ampliados y VGAs
extendidos, con resoluciones de 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1200
y mayores, capaces de manejar 256, 32.768, 65.536 o 16.777.216 colores.
Entre estos fabricantes uno de los estándares más extendidos fue el VESA
(Video Electronics Standards Association), TIGA, S3, ATI, etc. Posteriormente
la firma “3dfx” protagonizó una gran revolución en sistemas gráficos con su
tarjeta gráfica aceleradora 3D “Voodoo”, que dio origen a una nueva carrera
para obtener sistemas gráficos más veloces, potentes y eficaces que nos han
llevado al momento actual. Hoy día la oferta de tarjetas gráficas es realmente
amplia y variada.
5.3 Resolución y frecuencia de refresco.
La resolución de un sistema gráfico representa el número de puntos o
píxel (unidad de medida gráfica que representa al punto gráfico) que pueden
representarse en un monitor, y que, por tanto, es capaz de generar la tarjeta
gráfica, tanto en el eje horizontal como en el vertical. La resolución es un
parámetro con dos valores, el primero correspondiente al eje horizontal “X” y el
segundo al vertical “Y”, así hablaremos de resoluciones de 640×480 píxel hasta
más de 2600×1280 píxel. En sistemas gráficos como las impresoras, este dato
se da por unidad de longitud, normalmente por pulgadas. La mayoría de las
tarjetas gráficas pueden trabajar con varias resoluciones simplemente
cambiando el modo de trabajo en el driver que proporciona el fabricante.

La matriz de puntos que forma la imagen, debe ser actualizada continuamente,
tanto para refrescar la imagen como para modificarla. La frecuencia de
refresco vertical es el número de veces por segundo que se refresca la
imagen, determina la estabilidad y parpadeo que se producirán en la imagen,
esta frecuencia de refresco se mide en Hz (Hertzios). Cuanto mayor sea esta
frecuencia de refresco menor será la sensación de parpadeo de la pantalla y
menor será el cansancio visual que se sufrirá. Las frecuencias con que se
trabaja normalmente van desde los 60 a los 80 Hz, siendo este un parámetro
importante que también debe soportar el monitor que vaya a presentar dicha
imagen. La mayoría de las tarjetas gráficas actuales soportan bien las
frecuencias verticales altas, no así los monitores, siendo este un parámetro
determinante del precio, como veremos en el tema dedicado a los monitores.
Existe una modalidad de trabajo denominada entrelazado para conseguir
frecuencias de refresco mayores de las que realmente soporta la tarjeta. Se
trata de refrescar primero las líneas impares y luego las pares, pero no es
adecuado para la vista, con lo que es preferible trabajar con un sistema gráfico
no entrelazado. Actualmente, aunque algunas tarjetas lo contemplan, está
totalmente en desuso.
5.4 Colores.
Al número de colores que una tarjeta puede mostrar en pantalla
simultáneamente se le denomina paleta de colores.
Si tenemos en cuenta que la resolución
nos define las características en los ejes X e Y
de la pantalla, el color define la profundidad
(otra dimensión) de cada píxel (punto gráfico),
describiendo el color de dicho píxel. Estos
valores de color de cada píxel se guardan en la
memoria de vídeo. Cuanto mayor sea el
número de colores, mayor será la memoria de
vídeo que necesitaremos.
El número de colores de un píxel se
guarda en forma de bits en la memoria. Cuantos más bits tenga asignado un
punto para la representación de colores mayor será el número de colores, de la
tarjeta. Si llamamos “n” al número de bits asignados para el color,
podemos calcular el número de colores con la fórmula: Número de
colores = 2n
1 bit = dos colores
2 bits = 4 colores
3 bits = 8 colores

Ilustración 5.4. Paleta reducida
de colores
16 bits = 65.536 colores (color de alta
calidad)
24 bits = 16.777.216 colores
(abreviando 16,7 millones de colores o color
verdadero)
Algunas tarjetas utilizan más de 24 bits para cada punto, pero sólo
utilizan 24 para el color, los demás se
utilizan para efectos de transparencia,
sombreado, superposición, rendering, etc.
Para la composición de un color
utilizamos el sistema RGB (Red, Green, Blue),
que consiste en crear cualquier color del
espectro de colores a partir de los tres colores
básicos: Rojo (Red), Verde (Green) y Azul
(Blue). La tarjeta gráfica guarda en memoria la
cantidad de cada uno de estos colores que se
utilizará para crear en la pantalla del monitor el
color real que se le ha asignado a un píxel.
Por ejemplo, en formato 24 bits, se
utilizarán 8 bits para el rojo, 8 bits para el
verde y 8 bits para el azul. Esta relación
también se expresa como 8:8:8, indicando que
dispone de 8 bits para cada color básico.
Una vez que se han guardado en la memoria de vídeo las componentes
RGB de cada punto, hace falta un elemento que sea capaz de convertir, en
tiempo real, esta información digital (formada
por bits) en una señal analógica (en el próximo
tema, se justificará el por qué de este cambio),
que se enviará al monitor para que dibuje dicho
punto en su pantalla. El encargado de esta
tarea es el RAMDAC. Este dispositivo
convierte la información digital almacenada
en la memoria por cada color en un voltaje
determinado que, posteriormente, será enviado por tres terminales
diferentes del conector de vídeo denominados R, G y B, hacia el monitor.
También envía por otros terminales las señales eléctricas correspondientes a la
información de sincronismos que indicarán al monitor cuando se ha terminado
una línea (sincronismo horizontal) o una imagen completa (sincronismo
vertical).

Ilustración 5.5 Gráfico con 1 bit
de profundidad de color

Ilustración 5.6 Gráfico con 8
bits de profundidad de color
B/N

Ilustración 5.7 Gráfico con 8
bits de profundidad de color
(256 colores)

Ilustración 5.8. Gráfico con 16
bits de profundidad de color
Cuanto menor sea el número de colores de la paleta, el sistema gráfico
trabajará más rápidamente, por esta razón en algunos juegos y aplicaciones se
sacrifica el número de colores para obtener más velocidad en los cambios de
las imágenes.
5.5 Utilidades y accesorios
En el software que acompaña a las tarjetas, además de los drivers, suelen
venir algunas utilidades para chequear el sistema gráfico con parámetros
indicadores de velocidad, resolución, y otras capacidades del mismo. También
hay que tener en cuenta otros extras que pueden incluir las tarjetas gráficas
como las salidas para TV y la incorporación de un sintonizador digital que la
convierte en un receptor de TV.
5.6 Elementos de la tarjeta gráfica
Los elementos principales que hay que tener en cuenta la hora de elegir
una tarjeta gráfica son las siguientes:
5.6.1 Procesador gráfico
Los procesadores gráficos o GPU (Graphics Processor Unit, unidad de
procesos gráficos) básicamente pueden ser de 3 tipos: controladores de
imágenes (frame buffer), coprocesadores aceleradores y coprocesadores
programables.
Los controladores de imágenes, en realidad, no se pueden considerar
una GPU, ya que su funcionamiento se basa en que el procesador principal
realizará todo el trabajo gráfico: control de ventanas, cursores, etc., mientras
que el controlador de imágenes en sí, se limita únicamente a la gestión y
mantenimiento de la memoria para que la imagen pueda aparecer en el
monitor. Por ejemplo, para dibujar un círculo, el procesador principal deberá
encargarse de calcular cada uno de los puntos que formarán el círculo en la
pantalla y el controlador gráfico simplemente lo mostrará. Este es el caso de las
primeras tarjetas gráficas denominadas VGA (Video Graphic Array) y SVGA
(Super Video Graphic Array).
Los coprocesadores aceleradores soportan un set (conjunto) de
instrucciones fijas (fixed-function coprocessor), descargando al procesador de
parte del trabajo gráfico. Para ello intercepta las llamadas relacionadas con los
procesos gráficos y, si es capaz, realizará él mismo el trabajo, en caso
contrario, se las pasará al procesador principal.
Para interceptar las llamadas lo que hace es capturar las interrupciones
relacionadas con el proceso gráfico y, cuando un programa realiza una llamada
a esta interrupción, la analiza para ver si puede ejecutarla, en caso contrario se
la envía al sistema operativo. Así, por ejemplo, para dibujar una línea, el
programa aplicación realizará la petición de interrupción correspondiente e
indicará que quiere dibujar una línea, dando como parámetros las coordenadas
de los puntos inicial y final de dicha línea. En este caso, el procesador gráfico
interceptará la orden y la ejecutará el mismo.
Dado que los trabajos gráficos en Windows son limitados y muy
repetitivos, y que el diseño de estos procesadores es muy simple, pueden
obtener en las operaciones típicas de este sistema operativo rendimientos muy
superiores a los de otros procesadores del tipo programable de la gama alta.
En otros programas, especialmente con juegos, su rendimiento no es
comparable. Algunos de los más conocidos son: 86xxx de S3, P9000 de
Weitek, P2000 de Primus technology, 82xxx de Chips and Technologies, Mach
X de ATI, 90C3x de Western Digital, ET4000/W32 de Tseng Labs, y GD542x
de Cirrus Logic.
Los coprocesadores gráficos programables son capaces de realizar
cualquier tarea, ya que se trata de auténticos microprocesadores como el
propio procesador central del ordenador, así que, necesitará de las subrutinas
necesarias para la ejecución de cada tarea. Necesitan su propia memoria de
programa diferente de la memoria de vídeo. Es normal que le acompañen otros
chips para que le ayuden en las tareas de modelización, zoom, rotaciones, etc.
Este es el caso de los modernos procesadores gráficos, que se instalan en las
más modernas tarjetas gráficas y que son los que realmente tienen la
denominación de GPU (Graphics Processor Unit) o también VPU (Visual
Processing Unit).
Los fabricantes más relevantes de procesadores gráficos son nVIDIA
( http://www.nvidia.com/page/home.html), ATI
(http://www.ati.com/products/discontinued.html) y Matrox
(http://www.matrox.com/mga/home.htm), aunque hay muchos fabricantes más
de renombre entre los que se encuentran Hercules y SIS, entre otros.
A continuación se citan las principales características que indican la
calidad de una GPU y los valores que alcanzan actualmente:
Tecnología de fabricación o tamaño de los transistores que
componen el procesador. Suelen ir un poco por detrás de los
procesadores principales, pero cada vez más cerca. En la
actualidad se fabrican con tecnologías de 0,13 micras.
Numero de transistores: Se superan los 200 millones de
transistores.
Frecuencia de reloj interno de la GPU: Se supera, en las más
modernas, el Giga Byte.
Tamaño máximo de los registros internos, Graphics Core: se
llega a los 256 bits, muy superior a los registros de los
procesadores principales.
Tamaño, en bits, del interfaz de memoria: Alcanza los 128 bits,
lo que nos permitirá gestionar módulos de memoria de 128 bits
directamente.
Ancho de banda de la memoria: Se supera los 30 GB/s.
Tipo de memoria soportada: DDR SDRAM.
Fill Rate, velocidad o tasa de relleno: Se puede dar en
píxel/seg., texel/seg., vértices/seg. y triángulos/seg. Los valores
actuales superan:
o 6000 millones de píxel/seg.
o 8000 millones de texel/seg. El texel podemos considerarlo
como el elemento básico de una textura.
o 700 millones de vértices/seg.
o 50 millones de triángulos/seg.
Memory Data Rate, Frecuencia de la memoria de datos: 1
GHz.
Dual RAMDACs, frecuencia del RAMDAC: 400 MHz.
Las tecnologías más modernas empleadas por la última generación de
procesadores gráficos son:
Cine FX Engine (NVIDIA): Actualmente en su versión 3.0. Dota a
los gráficos animados en 3D de un realismo similar al de cualquier
película de cine de alta calidad utilizando una profundidad de
color real de 128 bits para el sombreado de vértices que permite
una alta precisión de coloridos en la imagen.
UltraShadow Technology (NVIDIA): Técnica de sombreado que
permite calcular muy rápidamente la influencia de la sombra de
unos objetos en otros de su entorno, dotando de gran realismo a
las imágenes generadas en 3D.
Intellisample HCT (NVIDIA): Son un conjunto de técnicas y
algoritmos que permiten una muy eficiente compresión de gráficos
comprimiendo los colores, texturas y datos del eje Z (3D) a
resoluciones superiores a los 1600 x 1280 píxel.
Charisma Engine™ (ATI): Dota a las GPU de ATI de una gran
velocidad de proceso en cálculos de iluminación y recorte.
SmartShader™ (ATI): Conjunto de recursos diseñados para
optimizar los sombreados de píxeles y vértices.
HyperZ™ HD: Tecnología desarrollada para optimizar la
transferencia de datos entre la memoria gráfica y el sistema de
modelización 3D, que requiere un gran ancho de banda.
5.6.2 Memoria vídeo
La principal misión de la memoria vídeo consiste en almacenar los datos que
se muestran en el monitor. Desde este punto de vista, la cantidad de memoria
de vídeo determina la resolución máxima y la profundidad de color con la que
puede trabajar el sistema gráfico. Por ejemplo, para trabajar con una resolución
de 800×600 y una profundidad de color de 32 bits sería necesaria una cantidad
de memoria igual a 800 x 600 x 4 byte = 1920KB, es decir, necesitaremos 2
MB de memoria instalada en la tarjeta gráfica.
Sin embargo, en las tarjetas gráficas actuales que implementan
características 3D, esta no es la única misión, ya que, además de utilizar la
memoria para almacenar una imagen digital, se utiliza para almacenar las
texturas y otros elementos que el procesador gráfico utilizará para modelizar
(rendering) o generar las imágenes que posteriormente se visualizan en la
pantalla, necesitando por tanto cantidades superiores de memoria. No
debemos confundir esta memoria con la memoria principal, aunque la tarjeta
gráfica se comporte como un ordenador en sí, es independiente del sistema
central y su memoria también, aunque, lógicamente, existe una cierta conexión
entre ambos, de forma que pueden compartir en cierto modo la memoria entre
ambos.
Por ejemplo, tanto el procesador principal, como el procesador de vídeo,
como el RAMDAC tienen acceso a la memoria de vídeo encargada de mostrar
la imagen en el monitor, aunque en las tarjetas modernas, el procesador central
sólo utilice esta zona cuando está trabajando la tarjeta en modo VGA estándar.
En los casos en que la tarjeta utiliza todo su potencial 3d, como puede ser en
los juegos, prácticamente todo el proceso lo realiza el procesador de la tarjeta
con lo que el central puede descansar de esta tarea y apenas tiene que
acceder a la memoria de vídeo.
En el caso en que ambos procesadores utilicen la memoria de vídeo,
nunca lo harán por el mismo puerto, ya que se podrían interferir entre sí, para
ello, las tarjetas de vídeo utilizan unas memorias especiales que tienen dos
puertos o canales distintos para leer y escribir la memoria. Por ejemplo, por uno
de los puertos escribe los datos el procesador central en la memoria de
representación de vídeo y por el otro, lee el sistema de proceso gráfico. Este
tipo de memorias ya estudiado en el tema de 3 de memorias, se denominan
VRAM.
Por otra parte, las tarjetas con procesadores gráficos necesitan de
mucha memoria para realizar sus cálculos y modelizaciones 3D, por lo que, si
no vienen dotadas con suficiente memoria, pueden hacer uso de parte de la
memoria del sistema, siempre que utilicen un bus AGP para su conexión con la
placa madre. De este modo, siempre que pueda utilizará la memoria instalada
en la tarjeta, pero cuando ésta se quede corta, utilizará la memoria del sistema.
Muchas placas madre que implementan la tarjeta de vídeo, tienen el
problema de que, para abaratar costes, no dotan de memoria de vídeo propia a
la placa, por lo que comparten constantemente la memoria del sistema con la
de vídeo, de forma que si el ordenador no tiene suficiente memoria RAM se
quedará lento, al tener que utilizar mucha memoria RAM VIRTUAL en disco
duro, que es miles de veces más lenta que la del sistema. Por otra parte, la
memoria de video dispone de un canal especial de transmisión con el
procesador central que es mucho más rápido (30 GB/s de ancho de banda) que
el propio bus AGP (2GB/s) por el que se comunica con la memoria del sistema,
de forma que la tarjeta gráfica trabajará a mucha más velocidad con la memoria
interna que con la del sistema central.
Actualmente, las tarjetas gráficas utilizan memorias del tipo DDR y
GDDR3 (Graphics DDR), del tipo SDRAM diseñadas específicamente para
trabajar con GPU muy veloces, que alcanzan anchos de banda muy superiores
a las utilizadas en las placas madre. En el caso de las memorias GDDR3 tienen
un bus de 256 bits, ideal para trabajar con las GPU actuales que disponen de
una arquitectura interna optimizada para trabajar con 256 bits.
De lo anterior, podemos deducir que, la velocidad y rendimiento de un
sistema gráfico depende, en gran medida, del tipo de memoria y capacidad de
la misma. Sobre este último factor, la capacidad, las tarjetas actuales suelen
venir dotadas con 128 MB de memoria, aunque se fabrican tarjetas
profesionales como la GeForce 6800 Ultra de NVIDIA o la Radeon X800 XT
Platinum Edition de ATI, con 512 MB de memoria GDD3 de 256 bits,
equivalente a 1GB de memoria DDR.
5.6.3 RAMDAC
El RAMDAC es el circuito de la tarjeta gráfica encargado de convertir la
información digital contenida en la memoria de vídeo, dedicada a la
presentación de imágenes, en señales eléctricas analógicas que puedan ser
interpretadas por el monitor para representar como una imagen en pantalla. La
frecuencia de reloj a la que funciona el RAMDAC determina las frecuencias de
refresco que se pueden utilizar en el monitor. A mayor velocidad de refresco
menor será el cansancio visual sufrido. En algunos casos se integra en el
mismo chip del procesador gráfico para abaratar costes.
En las tarjetas gráficas actuales se llegan a utilizar hasta dos RAMDAC que
trabajan a frecuencias superiores a los 400Mhz.
5.7 BUS de conexión AGP y PCI Express
El bus de conexión es también un factor determinante a la hora de evaluar la
velocidad de una tarjeta. En los primeros PC´s, el bus ISA de 16 bits y 8 Mhz
era una buena opción, ya que la cantidad de datos gráficos utilizados era
pequeña y la velocidad a la que se movían estos datos por todo el ordenador
no era muy grande. Pero, según han ido avanzando los programas y las
técnicas de generación de imágenes y, en especial, el avance en los gráficos
animados en 3D, se ha hecho imprescindible ir aumentando la velocidad del
bus que une al sistema con la tarjeta gráfica, hasta el punto, que hoy en día, es
prácticamente el bus más veloz que podemos encontrar en un ordenador.
En su evolución, tras el bus ISA se utilizó el bus PCI, que posteriormente
fue sustituido por el AGP, que ha evolucionado hasta su versión 8X con un
ancho de banda teórico de 2 GB/s, que hasta el momento ha sido suficiente
pero, que poco a poco, se está quedando lento para los nuevos requerimientos
de las tarjetas gráficas actuales.
Con la aparición de los buses PCI Express, que alcanzan anchos de
banda teóricos de 8GB/s, los fabricantes de tarjetas gráficas han comenzado a
desarrollar tarjetas que utilizan este tipo de buses, aunque aun no está claro
que vayan a ser los substitutos claros del bus AGP.
Como ya se ha comentado repetidas veces, la mayor ventaja del bus AGP
consiste en la posibilidad de que el procesador gráfico acceda a la memoria
RAM principal para almacenar las texturas, lo que hace que las tarjetas gráficas
no necesiten tanta memoria y se puedan abaratar. Esto hace posible que las
aplicaciones que usen aceleración 3D por hardware almacenen las texturas en
la RAM de la placa base y no en la de la tarjeta gráfica, la cual suele tener un
tamaño mucho más limitado.
5.8 Velocidad de una tarjeta gráfica
En programas de gestión, como Word o Access, utilizan un tiempo y unos
recursos mínimos en la actualización de las imágenes que procesa el sistema
gráfico, sin embargo, en programas gráficos y, sobre todo en juegos 3D, el
tiempo y recursos utilizados por el sistema gráfico se eleva considerablemente,
de forma que, si el sistema gráfico no es lo suficiente rápido, la ejecución de
estos programas y juegos se ralentiza de tal modo que se hacen inoperantes.
En realidad la velocidad del sistema gráfico depende de todos los
elementos que intervienen en el proceso, incluido el propio programa de
aplicación. En cuanto a la tarjeta gráfica, los factores que más influyen,
lógicamente, son el tipo de memoria y su capacidad, el procesador gráfico y el
bus utilizado para su conexionado con la placa madre.
5.9 Drivers, controladores gráficos y códecs de vídeo
Los drivers se encargan de comunicar los programas de aplicación con las
tarjetas gráficas, permitiendo obtener el máximo partido de la tarjeta instalada.
Convierten el formato utilizado por el programa principal al formato reconocido
por la tarjeta. La utilización de un driver inadecuado puede producir un mal
funcionamiento del sistema gráfico o el hecho de no poder acceder a todas sus
funciones, por tanto, es fundamental disponer del driver adecuado y, a ser
posible, tener instalada la última versión que el fabricante haya desarrollado
para dicha tarjeta. Para ello, los fabricantes suelen disponer en su web oficial,
una sección donde podremos encontrar las últimas actualizaciones de los
drivers de todas sus tarjetas.
En las tarjetas gráficas que permiten trabajar con varios monitores, como
en los portátiles o con un monitor VGA y con un monitor de televisión es muy
importante disponer del driver original para poder manejar correctamente
ambas opciones.

Ilustración 5.9. Ventana de configuración de los modos gráficos de una tarjeta gráfica multimonitor.
El proceso de instalación y actualización es propio de cada fabricante y
lo normal es que se instalen a través de utilidades específicas de forma casi
automática, mediante la ejecución de un programa Setup (configuración) o
mediante la simple introducción del CD-ROM de instalación en la unidad
correspondiente.
Aparte del propio driver de la tarjeta gráfica, para obtener un buen
rendimiento y poder extraer todas sus funciones, los programas suelen utilizar
otros programas intermedios que podríamos denominar controladores gráficos,
que consisten en una librería de subrutinas que permiten a los programas
acceder al controlador gráfico de una forma directa y cómoda y que están
estandarizados, por lo que deben ser soportados tanto por los programas
utilizados, como por la tarjeta gráfica utilizada.
Los principales controladores empleados por las tarjetas y programas
actuales son:
OpenGL: Es una biblioteca gráfica desarrollada originalmente por
Silicon Graphics Incorporated (SGI). Cuyo significado es Open
Graphics Library o biblioteca de gráficos abierta. Una de sus
principales características es que es multiplataforma, por lo que se
puede encontrar en sistemas Windows, Linux, Unix, Mac OS, etc. Por
otra parte dispone de funciones para trabajar tanto en 2D como 3D y una
eficaz gestión de los sombreados mediante una tecnología propia
denominada GLSL.
DirectX: Actualmente en su versión 9, fue desarrollado por Microsoft.
Más que un controlador gráfico deberíamos decir que es un controlador
multimedia, puesto que es un compendio de librerías encaminadas a
controlar todos los dispositivos multimedia de un ordenador. Entre las
tecnologías más importantes desarrolladas en DirectX podemos
destacar:
o DirectDraw: Se ocupa únicamente de los gráficos en 2D.
o Direct3D: Utilizable en entornos gráficos 3D.
o DirectInput: Administra los dispositivos de entrada salida, como
el teclado y el ratón.
o DirectPlay: Facilita el desarrollo de juegos multi-jugador en red.
o DirectSound: Maneja el sistema de sonido.

Para actualizar el controlador DirectX de nuestro equipo podemos
acceder directamente al web de Microsoft y descargar desde allí la última
versión. La instalación es muy simple y consiste en ejecutar el programa, que
nos introducirá en un asistente que guiará la instalación. También es posible
actualizarlo durante la instalación de un juego de última generación que utilice
esta tecnología. En este caso, al detectar el instalador del juego que no
tenemos actualizado el controlador DirectX nos dará la opción de proceder a su
instalación desde el propio CD-ROM de instalación del juego.
Cuando se instala DirectX también se instala un programa de
configuración de todos los elementos que lo componen, denominada
DxDiag.exe, que en Windows XP se encuentra en C:\Windows\system32, pero
que en cualquier caso, si no se encuentra allí, podremos encontrar mediante la
herramienta de búsqueda. A continuación se muestra la ventana de
configuración del DirectX.

Ilustración 5.11. Ventana de configuración de los elementos del DirectX.
Por último, los códecs (codificadores decodificadores) de vídeo son
librerías de rutinas específicas, que habilitan a los sistemas de grabación y
reproducción de vídeo para poder grabar en un formato concreto, o reproducir
vídeos grabados en un sistema concreto. Actualmente son muchos los
sistemas que se han desarrollado para grabar y reproducir videos y la mayoría
de ellos han evolucionado en cuanto a dos criterios básicos que son: grabar o
reproducir con más calidad y grabar y reproducir con un alto nivel de
compresión que disminuya lo más posible el tamaño de los ficheros generados.
Por este motivo, para que estos programas instalados en nuestro ordenador
puedan manejar distintos ficheros de vídeo, deben tener instalados los códecs
correspondientes.
Para comprobar los códecs que tiene instalado nuestro sistema haremos
lo siguiente:
Inicio Programas Herramientas del sistema Información
del sistema Componentes Multimedia Códecs de vídeo.
En este caso, veremos los ficheros o librerías instalados.
En Windows 98/Me: Inicio Configuración Panel de control
Sonidos y multimedia Dispositivos Códecs de compresión
de vídeo. En este caso nos mostrará una lista con la denominación
del códec en cuestión.
En Windows XP: Inicio Configuración Panel de control
Sistema Hardware Administrador de dispositivos
Dispositivos de sonido, vídeo y juegos Códecs de vídeo
Solapa Propiedades. En este caso nos mostrará una lista con la
denominación del códec en cuestión o, en su defecto, el nombre de la
librería en cuestión.

Ilustración 5.12. Ventana de propiedades de los códecs de vídeo.