« Les cartes graphiques/Les cartes accélératrices 2D » : différence entre les versions

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(Page créée avec « Avec l'arrivée des jeux vidéo, les cartes graphiques ont pu s'adapter. Les premiers jeux vidéos étaient tous des jeux 2D qui donnaient l'illusion de la 3D. Les cartes... »)
 
==Blitter ==
 
ParAvec lal'arrivée suitedes interfaces graphiques, les concepteurs de cartes 2Dvidéo ont introduitpermis à celles-ci d'accélérer le rendu 2D. La base d'un composantrendu trèsen utile2D est de superposer des images 2D précalculées les unes au-dessus des autres. Par exemple, on peut avoir une image pour l'époquel’arrière :plan(le décor), une image pour le '''blitter'''.monstre Dansqui savous versionfonce ladessus, plusune simpleimage pour le dessin de votre personnage, ceetc. blitterCes sertimages àsont accélérerappelées des sprites. Ces images sont superposées les copiesunes deau-dessus donnéesdes d'unautres, au bon endroit sur l'écran. Cette surperpositon se traduit par une copie des pixels de l'image aux bons endroits dans la mémoire, vidéochaque àsprite unétant copié dans la portion de mémoire qui contient l'arrière autreplan. Ce genre de copie arrive souventaussi lorsqu'on doit scroller, ou qu'un objet 2D se déplace sur l'écran. Déplacer une fenêtre sur votre bureau est un bon exemple : le contenu de ce qui était présent sur l'écran doit être déplacé vers le haut ou vers le bas. Dans la mémoire vidéo, cela correspond à une copie des pixels correspondant de leur ancienne position vers la nouvelle.
 
CréerCertaines uncartes circuit2D justeont pourintroduit faireun descomposant copiespour enaccélérer mémoireces etcopies quelques: opérationsle bit à bit peu sembler bizarre'''blitter'''. MaisSans il y a de bonnes raisons à cela. Lorsque ce circuit a été inventéblitter, le screen buffer des cartes graphiques était accessible par le processeur, qui pouvait lire et écrire directement dedans. Cesles copies étaient donc à la charge du processeur, qui devait déplacer lui-même les données en mémoire. Pour ce faire, un petit morceau de programme répétait en boucle une série d'instructions pour copier les données pixel par pixel. Le blitter est conçu pour ce genre de tâches, sauf qu'il n'utilise pas le processeur. Ceci dit, un blitter possède d'autres fonctionnalités. Il peut effectuer une opération bit à bit entre les données à copier et une données fournie par le programmeur.
Cela a aussi des applications dans les jeux en 2D. La base d'un rendu 2D est de superposer des images les unes au-dessus des autres. Par exemple, on peut avoir une image pour l’arrière plan(le décor), une image pour le monstre qui vous fonce dessus, une image pour le dessin de votre personnage, etc. Ces images sont superposées sur l’arrière-plan au bon endroit sur l'écran, ce qui se traduit par une copie des pixels de l'image aux bons endroits dans la mémoire.
 
Créer un circuit juste pour faire des copies en mémoire et quelques opérations bit à bit peu sembler bizarre. Mais il y a de bonnes raisons à cela. Lorsque ce circuit a été inventé, le screen buffer des cartes graphiques était accessible par le processeur, qui pouvait lire et écrire directement dedans. Ces copies étaient donc à la charge du processeur, qui devait déplacer lui-même les données en mémoire. Pour ce faire, un petit morceau de programme répétait en boucle une série d'instructions pour copier les données pixel par pixel. Le blitter est conçu pour ce genre de tâches, sauf qu'il n'utilise pas le processeur. Ceci dit, un blitter possède d'autres fonctionnalités. Il peut effectuer une opération bit à bit entre les données à copier et une données fournie par le programmeur.
 
Pour voir à quoi cela peut servir, reprenons notre exemple du jeu 2D, basé sur une superposition d'images. Les images des différents personnages sont souvent des images rectangulaires. Par exemple, l'image correspondant à notre bon vieux pacman ressemblerait à celle-ci. Évidemment, cette image s'interface mal avec l’arrière-plan. Avec un arrière-plan blanc, les parties noires de l'image du pacman se verraient à l'écran.
 
[[File:Pacman mask.gif|centre|Masque de Pacman.]]
 
==Accélération matérielle des sprites==
 
Avec d'autres cartes 2D, les sprites ne sont pas ajoutés sur l’arrière-plan : celui-ci n'est pas modifié. À la place, c'est la carte graphique qui décidera d'afficher les pixels de l’arrière-plan ou du sprite pendant l'envoi des pixels à l'écran, lors du balayage effectué par le CRTC.
 
Pour cela, les sprites sont stockés dans des registres ou des RAM. Pour chaque RAM /sprite, on trouve trois registres permettant de mémoriser la position du sprite à l'écran : un pour sa coordonnée X, un autre pour sa coordonnée Y, et un autre pour sa profondeur (pour savoir celui qui est superposé au-dessus de tous les autres). Lorsque le CRTC demande à afficher le pixel à la position (X , Y), chaque triplet de registres de position est comparé à la position X,Y envoyée par le CRTC. Si aucun sprite ne correspond, les mémoires des sprites sont déconnectées du bus et le pixel affiché est celui de l'arrière-plan. Dans le cas contraire, la RAM du sprite est connectée sur le bus et son contenu est envoyé au RAMDAC. Si plusieurs sprites doivent s'afficher en même temps, le bus choisit celui dans la profondeur est la plus faible (celui superposé au-dessus de tous les autres).
 
[[File:Hardware sprites.png|Sprites matériels.]]
 
Cette technique a autrefois été utilisée sur les anciennes bornes d'arcade, ainsi que sur certaines console de jeu bon assez anciennes. Mais de nos jours, elle est aussi présente dans les cartes graphiques actuelles dans un cadre particulièrement spécialisé : la prise en charge du curseur de la souris, ou le rendu de certaines polices d'écritures ! Les cartes graphiques contiennent un ou plusieurs sprites, qui représentent chacun un curseur de souris, et deux registres, qui stockent les coordonnées x et y du curseur. Ainsi, pas besoin de redessiner l'image à envoyer à l'écran à chaque fois que l'on bouge la souris : il suffit de modifier le contenu des deux registres, et la carte graphique place le curseur sur l'écran automatiquement. Pour en avoir la preuve, testez une nouvelle machine sur laquelle les drivers ne sont pas installés, et bougez le curseur : effet lag garantit !
 
 
 
 
 
 
Le blitter était concurrencé par une autre technique en vigueur : les '''sprites matériels'''. Avec cette technique, nul besoin de blitter pour superposer une image sur une autre. Ces sprites ne sont ni plus ni moins que les images à superposer à l'arrière-plan. Avec la technique des sprites, ces sprites ne sont pas ajoutés sur l’arrière-plan : celui-ci n'est pas modifié. À la place, c'est la carte graphique qui décidera d'afficher les pixels de l’arrière-plan ou du sprite pendant l'envoi des pixels à l'écran, lors du balayage effectué par le CRTC.
 
La carte 2D contient donc des RAM pour stocker les sprites, plus une grosse RAM pour l’arrière-plan. Chaque RAM est associée à deux registres permettant de mémoriser la position du sprite à l'écran : un pour sa coordonnée X, et un autre pour sa coordonnée Y. Lorsque le CRTC demande à afficher le pixel à la position (X , Y), chaque paire de registre est alors comparé à la position envoyée par le CRTC. Si aucun sprite ne correspond, les mémoires des sprites sont déconnectées du bus et le pixel affiché est celui de l'arrière-plan. Dans le cas contraire, la RAM du sprite est connectée sur le bus, et son contenu est envoyé au RAMDAC.
 
Si plusieurs sprites doivent s'afficher en même temps, alors le bus décide de choisir un des sprites, et déconnecte tous les autres du bus. Pour cela, divers mécanismes d'arbitrage sont implantés dans le bus (une simple daisy chain peut suffire). Grosso-modo, certains registres seront prioritaires sur les autres, et ces priorités sont fixées une fois pour toute dans le matériel qui gère le bus. La gestion de recouvrements est donc gérée par le programmeur, qui décide dans quels registres placer les images à afficher suivant leur priorités.
 
Cette technique des sprites est présente dans notre cartes graphique, mais dans un cadre particulièrement spécialisé : la prise en charge du curseur de la souris ! Les cartes graphiques contiennent un ou plusieurs sprites, qui représentent chacun un curseur de souris. La carte graphique permet de configurer la position de ce sprite grâce à deux registres, qui stockent les coordonnées x et y du curseur. Ainsi, pas besoin de redessiner l'image à envoyer à l'écran à chaque fois que l'on bouge la souris : il suffit de modifier le contenu des deux registres, et la carte graphique place le curseur sur l'écran automatiquement. Cette technique est présente dans toutes les cartes graphiques actuelles. Pour en avoir la preuve, testez une nouvelle machine sur laquelle les drivers ne sont pas installés, et bougez le curseur : effet lag garantit !
 
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