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Instrumentenmundstück und Grafikkarte: Unterschied zwischen den Seiten

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[[Bild:NVidia Riva 128.jpg|thumb|right|Grafikkarte mit NVidia Riva 128-Chipsatz]]
Ein '''Instrumentenmundstück''' ist ein Teil eines [[Blasinstrument]]s, durch das vom Musiker Luft in das Instrument geblasen wird.


Eine '''Grafikkarte''' steuert in einem [[Personal-Computer]] die [[Bildschirm]]anzeige. Grafikkarten werden entweder als PC-Erweiterungskarten (über [[Industry Standard Architecture|ISA]], [[VESA Local Bus|VLB]], [[Peripheral Component Interconnect|PCI]], [[Accelerated Graphics Port|AGP]] oder [[PCI-Express]]-[[Bussystem]]e) mit der [[Hauptplatine]] verbunden oder sie sind im [[Chipsatz]] auf der [[Mainboard|Hauptplatine]] vorhanden.
== Kessel- und Trichtermundstücke ==
[[Bild:Posaunenmundstueck.jpeg|thumb|Kesselmundstück einer Posaune]]
[[Blechblasinstrument]]e sind mit einem Kesselmundstück ([[Trompete]]n, [[Posaune]]n) oder einem Trichtermundstück ([[Horn (Instrument)|Waldhorn und Wagnertuba]]) ausgestattet. Der Klang wird hier durch die [[Lippe (Anatomie)|Lippen]] des Bläsers erzeugt und im Mundstück und Instrument nur geformt.


== Grafikspeicher ==
Derartige Mundstücke haben einen wulstigen Rand, der auf die Lippen aufgesetzt wird, und einen konischen Schaft, der ins Mundrohr des Instruments gesteckt wird. Im Inneren ist das Mundstück wie ein Trichter gestaltet und weitet sich nach einer Engstelle wieder etwas auf.
Der Grafikspeicher dient zur Ablage der im [[Grafikprozessor]] verarbeiteten Daten. Dies sind digitale Bilder, die später auf dem [[Bildschirm|Computer-Bildschirm]] ausgegeben werden. Die Größe des Grafikspeichers bestimmt die maximale [[Farbtiefe]] und [[Bildauflösung]]. Beim [[3D-Computergrafik#Echtzeitrendern|Rendern]] dreidimensionaler Grafik werden hier außerdem die Daten der Objekte, beispielsweise Größe, Form und Position, sowie die [[Textur (Computergrafik)|Texturen]], die auf die Oberfläche der Objekte gelegt werden, gespeichert. Besonders die immer höher auflösenden Texturen haben für einen starken Anstieg der Speichergröße bei aktuellen Grafikkarten gesorgt.
Beim Trichtermundstück ist diese Verjüngung gleichmäßig wie eben auch beim Haushaltstrichter.


== Geschichte ==
Das Kesselmundstück verjüngt sich erst weniger und dann wesentlich stärker, so dass es kugelartig erscheint. Die Form erinnert an einen altertümlichen Kessel mit einem Loch im Boden. Im Längsschnitt des Kesselmundstücks befindet sich am Ausgang des Kessels eine scharfe Kante.
Das Grafikkarten-Prinzip wurde in Serienprodukten zum ersten Mal beim Mikrocomputer [[Apple II]] verwendet, dessen auf der Hauptplatine integrierten Grafikfähigkeiten durch zusätzlich zu erwerbende Steckkarten verbessert werden konnten. ("[[Phase Alternating Line|PAL]]-Farbkarte", "80-Zeichen-Karte").


Der erste IBM PC kam 1981 mit einer Karte auf den Markt, die lediglich die einfarbige Darstellung von Text ermöglichte (MDA = [[Monochrome Display Adapter]]). Die Firma [[Hercules Graphics Card|Hercules]] erkannte die Lücke und bot schon 1982 eine (ebenfalls einfarbige) Karte an, mit der die [[Pixel]] des Textmodus einzeln angesteuert werden konnten, den [[Hercules Graphics Card|HGC]]-Adapter.
Durchmesser des Randes, Tiefe des Trichters bzw. Kessels sowie Durchmesser der Bohrung haben wesentlichen Einfluß auf die [[Klangfarbe]] des Instruments.
[[Bild:OTI037C.jpg|thumb|VGA-Grafikkarte für den [[XT-Bus-Architektur|XT-Bus]]]]
[[Bild:Matrox_G400max.jpg|thumb|right|Matrox G400 Max 32 MB]]
[[Bild:Pny_6600GT.jpg|thumb|Grafikkarte für 3D beziehungsweise [[DirectX]] 9 - PNY Geforce 6600GT]]
[[Bild:Geforce7800gt.jpg|thumb|Geforce 7800GT]]
Bis 1989 setzten sich die Farb-Grafikkartentypen als Standards durch, die IBM neu auf den Markt brachte:
* 1981 die [[CGA]]-Karte (populär ab 1984)
* 1984 die [[Enhanced Graphics Adapter|EGA]]-Karte
* 1989 mit den sogenannten [[PS/2]]-Modellen die MCGA- und [[VGA (Grafikstandard)|VGA]]-Karte


Ab da hatte IBM die Standardisierungsmacht verloren. Das ist der Hintergrund, warum auch heute noch der VGA-Modus (640 × 480 Punkte in 16 Farben) der "Notfall-Modus" bei allen PCs ist, denn nur bis zu diesem Modus kann die [[Hardware]] aller PC-Grafikkarten von der [[Software]] auf einheitliche Weise angesprochen werden.
Es gibt Kesselmundstücke mit einem einfachen Kessel oder einem Doppelkessel.


VGA war allerdings nicht der letzte Grafikkartenstandard. Die "Video Electronics Standards Association" [[VESA]] stellte einen Standard für Videomodi bis zu einer Auflösung von 1280 × 960 Punkten in 2 Byte Farbtiefe auf, die heute jede PC-Grafikkarte beherrscht.
== Rohrblatt-Mundstücke ==
Die meisten [[Holzblasinstrument]]e sind mit einem Rohrblatt-Mundstück ausgestattet. Die Rohrblätter werden üblicherweise aus einer speziellen [[Schilf]]art (lat. Arundo donax) hergestellt, die in Süd[[frankreich]] und [[Spanien]] wächst.


Die weiteren Bezeichnungen [[SVGA]], [[XGA]] usw. sind keine Grafikkartenstandards mehr, sondern Kurzbezeichnungen für Bildschirmauflösungen, z.B. XGA: 1024 × 768 Punkte.
Entscheidend für Klang und Spielbarkeit ist die Holz[[dichte (Physik)|dichte]] und der Verlauf der Dicke. Dünnere Blätter sind bequemer zu spielen und können leichter [[Dynamik (Musik)|leise]] Töne erzeugen, haben aber zumeist eine schlechteren Klangqualität und [[überblasen]] leichter (oft auch ohne absichtliches Zutun des Musikers)


Bis etwa 1990 beschränkten sich die Grafikkarten darauf, das [[Video-RAM]] in Ausgangssignale für den Monitor umzuwandeln. Der Programmierer konnte im Wesentlichen nur den [[Textmodus]] nutzen sowie im Grafikmodus einzelne [[Pixel]] auf eine bestimmte Farbe setzen. Dies war die erste Generation der Grafikkarten. Es folgten zwei weitere:
Rohrblätter verändern sich durch den Gebrauch: Zunächst ist es wichtig, ein neues Blatt ''einzuspielen'', damit es gut funktioniert; da das Holz aber auch altert oder sogar brechen kann, können Rohrblätter auch nicht ewig verwendet werden. Die durchschnittliche Haltbarkeit kann je nach Häufigkeit und Art des Spielens zwischen wenigen Wochen und mehreren Monaten liegen.
* Die [[Windows-Beschleuniger]]
* Die [[3D-Beschleuniger]]


Ab 1990 entwickelten sich die Grafikkarten zu eigenständigen kleinen Computern mit eigener CPU, einem sogennannten [[Blitter]], bei denen man nicht nur einzelne [[Pixel]] setzen konnte, sondern denen man Befehle zum Zeichnen von Linien und Füllen von Flächen schicken konnte ([[Windows-Beschleuniger]]). Diese Funktionen wurden anfänglich meist nur vom [[MS Windows|Windows]]-Betriebssystem genutzt, daher der Name.
=== Einfaches Rohrblatt ===
[[Bild:Mouthpiece tenor saxophone.jpg|thumb|Rohrblatter-Mundstücke für [[Tenorsaxophon]]]]
Das Mundstück mit einfachem Rohrblatt ist geformt wie ein Entenschnabel und unten offen. Diese Öffnung wird durch das Rohrblatt, das am Mundstück mit Schnüren oder Metallbefestigungen angebracht wird, fast verschlossen. Beim Anblasen gerät das Rohrblatt in Schwingungen, so entsteht der Ton. Die Tonhöhe beeinflusst zum einen der Spieler durch den Ansatz und den Druck der Unterlippe, zum anderen die Klappenstellung des Instruments. Mundstücke mit einfachem Rohrblatt werden zum Beispiel bei der [[Klarinette]] und dem [[Saxophon]] verwendet. Im Handel erhältliche einfache Rohrblätter (Im Musikerjargon kurz als „Blatt“ bezeichnet) gibt es in unterschiedlicher Dicke, die in einer Skala von eins bis fünf angegeben wird, und aus verschiedenen Ländern und Schilfanbaugebieten, wobei jeder Bläser seine eigenen Präferenzen hat.


Nachdem mit [[Doom]] der große Boom der 3D-Spiele Mitte der 90er-Jahre begonnen hatte, kam bald von [[3dfx]] der erste brauchbare [[3D-Beschleuniger]], der so genannte [[Voodoo Graphics]] [[Chipsatz]]. Einem 3D-Beschleuniger kann ein Programm in einem dreidimensionalen Raum die geometrischen Figuren in Form von Polygonen und die [[Textur]]en angeben, mit denen die Flächen der Polygone gefüllt werden sollen ([[Rendern]]). Diese recht simple, aber rechenintensive Aufgabe hatte in den frühen 3D-Spielen noch die [[CPU]] übernehmen müssen; nun konnte sie an die Grafikkarte delegiert werden, was zu einer massiven Leistungssteigerung von 3D-Spielen führte (bessere Bildauflösung, wesentlich realistischere Bilder).
=== Doppeltes Rohrblatt ===
[[Bild:Bassoon_Reeds.jpg|thumb|Doppelrohrblätter für [[Fagott]]]]
Beim doppelten Rohrblatt stehen sich zwei Blätter [[Symmetrie|symmetrisch]] gegenüber, die gegeneinander schlagen. Der Spieler nimmt das Blatt ganz oder teilweise in den Mund und bildet so eine veränderbare Windkapsel, in der die Blätter schwingen können. Verwendet wird es zum Beispiel bei der [[Oboe]] oder dem [[Fagott]], das Doppelrohrblatt wird von Musikern gerne „Rohr“ abgekürzt.


Im Jahr 2004 kann man vier Typen von Grafikkarten unterscheiden:
Auch im [[Dudelsack]] befinden sich in abgeschlossenen [[Windkapsel]]n Doppelrohrblätter, deren Schwingungsverhalten vom Spieler nur mittelbar durch den Luftstrom beeinflusst werden kann. Das Rohrblatt ist hier allerdings nicht das Mundstück ''(siehe unten)''.


1. Onboard-Chips. Diese haben meist nur 2D-Funktionen (höchstens stark veraltete 3D-Funktionen), erlauben aber auf einem Monitor meist ein Bild hoher Qualität (1600x1200 Pixel in 4 Byte Farbtiefe, so genannte 8 MB-[[Framebuffer]]).
== Flötenmundstücke (mit Anblaskante)==
Im [[Blockflöte]]nmundstück entsteht der Ton an der Kernspalte. Die Tonerzeugung ist bei der [[Querflöte]] genauso, mit dem Unterschied, dass erst durch den richtigen Ansatz der Lippen die Spalte gebildet wird. Das Mundstück für sich genommen hat nur ein Loch.


2. Karten für den Business-Bereich. Diese Karten haben maximal 32 MB [[Video-RAM]], bieten 2D- und 3D-Funktionen (letztere jedoch nicht in der Leistung von Spieler-Karten), ein sehr scharfes Bild auf dem Monitor oder TV, und die Möglichkeit, mehrere Monitore – oder auch TV-Geräte für Präsentationen – gleichzeitig anzusteuern.
== Sonstige Mundstücke ==
Bei einigen weiteren Blasinstrumenten hat das Mundstück tatsächlich nur die Funktion, Luft in das Instrument zu bringen, ohne dass es an der Tonerzeugung beteiligt wäre, etwa bei der [[Melodica]] oder dem [[Dudelsack]].


3. Karten für Computerspiele. Diese Grafikkarten gibt es in allen Preislagen. Die teuren Karten stellen das technisch Machbare im Bereich 3D-Darstellung dar. Die neuesten Entwicklungen im Jahre 2004 sind hier mehrfache [[Vertex-Shader]] und [[Pixel-Shader]], Mehrfach-[[Antialiasing]] und [[Transform and Lighting]], sowie [[Anisotropes Filtern]]. Seit 2005 ist [[HDR]] (High dynamic range) im Gespräch, dieser Effekt sorgt für eine realistischere Ausleuchtung (Blendeffekt beim betreten von hellen Räumen aus dunklen heraus z.B.; erste Karte die dies offiziell unterstützt ist die NVIDIA 7800GTX). Die Bildschärfe und vor allem die TV-Ausgabequalität können selten ganz mit den Business-Karten mithalten. Bei Spielekarten konkurrieren hauptsächlich [[ATI]] und [[NVidia]] mit Chipsätzen, die allerdings auf einer Vielzahl von Grafikkarten anderer Firmen verbaut werden. Eine gewisse Außenseiterrolle nimmt [[Matrox]] mit der Parhelia-Karte ein, mehrere weitere Mitbewerber sind inzwischen aus diesem Markt ausgestiegen.
[[en:Mouthpiece]]

[[he:פיה (מוזיקה)]]
4. Karten für [[CAD]]-Anwendungen. Diese Karten sind meist Abwandlungen der Gamerkarten und unterscheiden sich in erster Linie durch ihr [[BIOS]], dass auf [[OpenGL]] und nicht auf [[DirectX]] optimiert ist. Sie haben meist Ausgänge für mehrere Monitore und sind deutlich teurer als ihre Gegenstücke für Spieler.
[[sr:Усник (лимени дувачки инструменти)]]

Für die Darstellung von [[3D-Computergrafik]] sind sowohl Business-Karten als auch Grafikkarten für Spiele geeignet.

Außer den oben beschriebenen [[DirectX]] Grafikkarten, gibt es spezielle Karte die nur [[OpenGL]] unterstützen. Diese Karten werden im Animationbereich häufig eingesetzt und sind heutzutage für Spieler völlig uninteressant, da die meisten Spiele nur noch [[DirectX]] unterstützen (anders jedoch auf der [[Macintosh]]-Plattform). Standardmäßig beherrscht jede [[DirectX]] Grafikkarte aber [[OpenGL]].

== Grafikkarten und Grafikschnittstellen ==
Von den Grafikkarten zu unterscheiden sind Software- und Hardware-Grafikschnittstellen.

== Software-Grafikschnittstellen ==
Die bekanntesten Software-Grafikschnittstellen sind [[OpenGL]] und [[DirectX]], die es dem Programmierer ermöglichen, einfach und unabhängig von der Grafikkarte, 3D-Effekte zu erzielen. Die Grafikschnittstellen setzen nicht unbedingt Hardware 3D-Funktionen der Grafikkarte voraus, nutzen diese aber, falls sie vorhanden sind. Ältere 3D-Spiele können im Prinzip auch auf Computern mit integrierter Grafik oder einer einfachen [[3D-Beschleuniger|3D-Karte]] laufen, jedoch relativ langsam, "ruckelig" und optisch weniger ansprechend.

* [[OpenGL]] (Betriebssystem-Übergreifend)
* [[DirectX]] ([[MS Windows]])
* [[X11]] ([[Linux]] und andere [[Unix]]-artige)
** [[XVideo]]
** [[XRender]]

===Virtuelle Grafikschnittstelle===

Eine Sonderform ist die [[virtuell]]e Grafikkarte, die dem [[Betriebssystem]] eines Computers mittels einer [[Gerätetreiber|Gerätetreibersoftware]] eine Grafikkarten-Hardware vortäuscht, bzw. [[Emulator|emuliert]]. Als Software fehlt dieser jedoch die oben genannten Hardware-Grafikschnittstellen. Stattdessen sendet die virtuelle Grafikkarte die Bildschirmdaten über eine [[Rechnernetz|Netzwerkverbindung]]. Diese Technik kommt bei der [[Multi Head|Dual Monitor]] Software [[MaxiVista]] zum Einsatz, um einen Computer als Bildschirm nutzen zu können, obwohl diese Gerätegattung allgemein keinen Bildschirm''eingang'' aufweist.

=== Softwareprobleme mit Grafikkarten ===
Da viele Grafikkarten heutzutage das flüssige Anschauen von [[Video]]s mittels des Rechners durch [[Hardware-Unterstützung]] erlauben und ebenfalls viele Grafikkarten einen [[TV-Out]]-Anschluss haben, ist es naheliegend, den Rechner an einen [[Fernseher]] oder einen [[Videorekorder]] anzuschließen. Jedoch ist es bei einigen Herstellern so, dass sie es durch den [[Gerätetreiber|Grafikkartentreiber]] und|oder die ''Grafikkarte'' selbst unterbinden, beide Fähigkeiten miteinander zu verbinden. So kommt es vor, dass beim Abspielen von Videos zwar die gesamte Benutzeroberfläche sichtbar ist, das Video selbst jedoch nicht. Unter [[Linux]] funktioniert dann beispielsweise die [[XVideo]]-[[Implementation]] nur bei der primären Anzeige (also dem Computer-Monitor), nicht jedoch beim [[TV-Out]]-Anschluss. Dieses Problem kann man meist umgehen, indem man die [[Hardware-Unterstützung]] für das Dekodieren von Videos ausschaltet, jedoch ist das Video dann oft nicht mehr flüssig anzusehen, was den eventuellen Spaß am Anschauen verdirbt.

Es wird vermutet, dass solche Beschränkungen eingebaut werden, um den Nutzer an der Aufzeichnung des Videos durch einen [[Videorekorder]] zu [[Kopierbehinderung|behindern]]. Jedenfalls ist in einigen mitgelieferten Handbüchern nachzulesen<!-- So zum Beispiel in den Handbüchern von "Wistron 1557"-Modellen -->, dass Produkte von [[Macrovision]] (einer Firma, die für ihre [[Kopierbehinderung]]en bekannt ist) in die ''Grafikkarte'' mit integriert wurden.

Man findet in einem Handbuch beispielsweise folgende Passage:
:''Dieses Produkt enthält Copyrightschutz-Technologie, die durch Verfahrensansprüche bestimmter US-Patente sowie andere geistige Eigentumsrechte geschützt ist, die [[Macrovision]] Corporation und anderen Rechtsinhabern gehören. Die Verwendung dieser Copyrightschutz-Technologie muss von Macrovision Corporation genehmigt werden und darf sich nur auf den Privatbereich erstrecken, wenn Macrovision Corporation keiner anderen Verwendung zugestimmt hat. Das [[Reverse Engineering]] oder [[Disassembler|Disassemblieren]] der [[Software]] ist untersagt. Geräteansprüche des [[US-Patent]]s der Nummern 4,631,603, 4,577,216, 4,819,098 und 4,907,093 sind nur für eingeschränkte Vorführungen lizenziert.''

Ein konkreter Fall ist der [[fglrx]]-Treiber von [[ATI]], der (derzeit) nicht das hardware-unterstützte Abspielen von Videos am TV-Ausgang unterstützt.



== Hersteller ==
[[3dfx]], [[Abit]], [[Albatron]], [[AOpen]], [[ASUS]],[[ATI]], [[Chips & Technologies]], [[Cirrus Logic]], [[Connect3D]], [[Club3D]], [[Creative Labs]] / [[3Dlabs]], [[DFI]], [[Diamond Multimedia]], [[ELSA AG]], [[Gainward]], [[Hercules Graphics]], [[HIS]], [[Leadtek]], [[Micro-Star International|MSI]], [[Number Nine]], [[Nvidia]], [[Oak Technology]], [[Orchid Technologies]], [[Paradise]], [[PixelView]], [[PNY]], [[PowerColor]], [[Sapphire]], [[Sparkle]], [[Spea]], [[STB Systems]], [[TerraTec]], [[Trident Microsystems|Trident]], [[Tseng Labs]], [[Video Logic]], [[Video Seven]]


== Weblinks ==
== Weblinks ==
{{Commons2|Graphics card|Grafikkarte}}
*[http://www.fagott.de/FagottundRohrbau/wurmbaeck/wurmbaeck.htm Bau eines Doppelrohrblattes] für Fagott
* [http://www.3DChip.de 3D Lexikon, 3D Technologien im Überblick und Support]
* [http://www.itse-guide.de/artikel/11 Grundlagen der Grafikkarte]
* [http://www.pc-erfahrung.de/Index.html?Menu/Menu_Grafikkarte.html Wichtige Begriffe über Grafikkarten]
* [http://www.ati.de Ati]
* [http://www.nvidia.de Nvidia]
* [http://www.matrox.de Matrox]
* [http://www.maxivista.de MaxiVista - Dual Monitor Grafikkartensoftware]
* [http://www.todundvergessen.de/grafikkarte/index.htm Wichtige Begriffe über Grafikkarten und ihre Geschichte]
* [http://www.3dcenter.org 3DCenter]


[[Kategorie:Grafikkarten|!]]
*[http://www.mundstueckbau-tilz.de/ Bau eines Doppelrohrblattes] für Fagott
http://www.mundstueckbau-tilz.de/


[[cs:Grafická karta]]
[[Kategorie:Musikinstrumentenbau]]
[[en:Graphics card]]
[[es:Tarjeta gráfica]]
[[fi:Näytönohjain]]
[[fr:Carte graphique]]
[[he:כרטיס גרפי]]
[[hr:Grafička kartica]]
[[it:Scheda video]]
[[ja:ビデオカード]]
[[lt:Video plokštė]]
[[nl:Videokaart]]
[[no:Skjermkort]]
[[pl:Karta graficzna]]
[[ru:Графическая плата]]
[[sk:Grafická karta]]
[[sv:Grafikkort]]
[[th:การ์ดแสดงผล]]
[[zh:显卡]]

Version vom 18. Oktober 2005, 19:06 Uhr

Grafikkarte mit NVidia Riva 128-Chipsatz

Eine Grafikkarte steuert in einem Personal-Computer die Bildschirmanzeige. Grafikkarten werden entweder als PC-Erweiterungskarten (über ISA, VLB, PCI, AGP oder PCI-Express-Bussysteme) mit der Hauptplatine verbunden oder sie sind im Chipsatz auf der Hauptplatine vorhanden.

Grafikspeicher

Der Grafikspeicher dient zur Ablage der im Grafikprozessor verarbeiteten Daten. Dies sind digitale Bilder, die später auf dem Computer-Bildschirm ausgegeben werden. Die Größe des Grafikspeichers bestimmt die maximale Farbtiefe und Bildauflösung. Beim Rendern dreidimensionaler Grafik werden hier außerdem die Daten der Objekte, beispielsweise Größe, Form und Position, sowie die Texturen, die auf die Oberfläche der Objekte gelegt werden, gespeichert. Besonders die immer höher auflösenden Texturen haben für einen starken Anstieg der Speichergröße bei aktuellen Grafikkarten gesorgt.

Geschichte

Das Grafikkarten-Prinzip wurde in Serienprodukten zum ersten Mal beim Mikrocomputer Apple II verwendet, dessen auf der Hauptplatine integrierten Grafikfähigkeiten durch zusätzlich zu erwerbende Steckkarten verbessert werden konnten. ("PAL-Farbkarte", "80-Zeichen-Karte").

Der erste IBM PC kam 1981 mit einer Karte auf den Markt, die lediglich die einfarbige Darstellung von Text ermöglichte (MDA = Monochrome Display Adapter). Die Firma Hercules erkannte die Lücke und bot schon 1982 eine (ebenfalls einfarbige) Karte an, mit der die Pixel des Textmodus einzeln angesteuert werden konnten, den HGC-Adapter.

VGA-Grafikkarte für den XT-Bus
Matrox G400 Max 32 MB
Grafikkarte für 3D beziehungsweise DirectX 9 - PNY Geforce 6600GT
Geforce 7800GT

Bis 1989 setzten sich die Farb-Grafikkartentypen als Standards durch, die IBM neu auf den Markt brachte:

  • 1981 die CGA-Karte (populär ab 1984)
  • 1984 die EGA-Karte
  • 1989 mit den sogenannten PS/2-Modellen die MCGA- und VGA-Karte

Ab da hatte IBM die Standardisierungsmacht verloren. Das ist der Hintergrund, warum auch heute noch der VGA-Modus (640 × 480 Punkte in 16 Farben) der "Notfall-Modus" bei allen PCs ist, denn nur bis zu diesem Modus kann die Hardware aller PC-Grafikkarten von der Software auf einheitliche Weise angesprochen werden.

VGA war allerdings nicht der letzte Grafikkartenstandard. Die "Video Electronics Standards Association" VESA stellte einen Standard für Videomodi bis zu einer Auflösung von 1280 × 960 Punkten in 2 Byte Farbtiefe auf, die heute jede PC-Grafikkarte beherrscht.

Die weiteren Bezeichnungen SVGA, XGA usw. sind keine Grafikkartenstandards mehr, sondern Kurzbezeichnungen für Bildschirmauflösungen, z.B. XGA: 1024 × 768 Punkte.

Bis etwa 1990 beschränkten sich die Grafikkarten darauf, das Video-RAM in Ausgangssignale für den Monitor umzuwandeln. Der Programmierer konnte im Wesentlichen nur den Textmodus nutzen sowie im Grafikmodus einzelne Pixel auf eine bestimmte Farbe setzen. Dies war die erste Generation der Grafikkarten. Es folgten zwei weitere:

Ab 1990 entwickelten sich die Grafikkarten zu eigenständigen kleinen Computern mit eigener CPU, einem sogennannten Blitter, bei denen man nicht nur einzelne Pixel setzen konnte, sondern denen man Befehle zum Zeichnen von Linien und Füllen von Flächen schicken konnte (Windows-Beschleuniger). Diese Funktionen wurden anfänglich meist nur vom Windows-Betriebssystem genutzt, daher der Name.

Nachdem mit Doom der große Boom der 3D-Spiele Mitte der 90er-Jahre begonnen hatte, kam bald von 3dfx der erste brauchbare 3D-Beschleuniger, der so genannte Voodoo Graphics Chipsatz. Einem 3D-Beschleuniger kann ein Programm in einem dreidimensionalen Raum die geometrischen Figuren in Form von Polygonen und die Texturen angeben, mit denen die Flächen der Polygone gefüllt werden sollen (Rendern). Diese recht simple, aber rechenintensive Aufgabe hatte in den frühen 3D-Spielen noch die CPU übernehmen müssen; nun konnte sie an die Grafikkarte delegiert werden, was zu einer massiven Leistungssteigerung von 3D-Spielen führte (bessere Bildauflösung, wesentlich realistischere Bilder).

Im Jahr 2004 kann man vier Typen von Grafikkarten unterscheiden:

1. Onboard-Chips. Diese haben meist nur 2D-Funktionen (höchstens stark veraltete 3D-Funktionen), erlauben aber auf einem Monitor meist ein Bild hoher Qualität (1600x1200 Pixel in 4 Byte Farbtiefe, so genannte 8 MB-Framebuffer).

2. Karten für den Business-Bereich. Diese Karten haben maximal 32 MB Video-RAM, bieten 2D- und 3D-Funktionen (letztere jedoch nicht in der Leistung von Spieler-Karten), ein sehr scharfes Bild auf dem Monitor oder TV, und die Möglichkeit, mehrere Monitore – oder auch TV-Geräte für Präsentationen – gleichzeitig anzusteuern.

3. Karten für Computerspiele. Diese Grafikkarten gibt es in allen Preislagen. Die teuren Karten stellen das technisch Machbare im Bereich 3D-Darstellung dar. Die neuesten Entwicklungen im Jahre 2004 sind hier mehrfache Vertex-Shader und Pixel-Shader, Mehrfach-Antialiasing und Transform and Lighting, sowie Anisotropes Filtern. Seit 2005 ist HDR (High dynamic range) im Gespräch, dieser Effekt sorgt für eine realistischere Ausleuchtung (Blendeffekt beim betreten von hellen Räumen aus dunklen heraus z.B.; erste Karte die dies offiziell unterstützt ist die NVIDIA 7800GTX). Die Bildschärfe und vor allem die TV-Ausgabequalität können selten ganz mit den Business-Karten mithalten. Bei Spielekarten konkurrieren hauptsächlich ATI und NVidia mit Chipsätzen, die allerdings auf einer Vielzahl von Grafikkarten anderer Firmen verbaut werden. Eine gewisse Außenseiterrolle nimmt Matrox mit der Parhelia-Karte ein, mehrere weitere Mitbewerber sind inzwischen aus diesem Markt ausgestiegen.

4. Karten für CAD-Anwendungen. Diese Karten sind meist Abwandlungen der Gamerkarten und unterscheiden sich in erster Linie durch ihr BIOS, dass auf OpenGL und nicht auf DirectX optimiert ist. Sie haben meist Ausgänge für mehrere Monitore und sind deutlich teurer als ihre Gegenstücke für Spieler.

Für die Darstellung von 3D-Computergrafik sind sowohl Business-Karten als auch Grafikkarten für Spiele geeignet.

Außer den oben beschriebenen DirectX Grafikkarten, gibt es spezielle Karte die nur OpenGL unterstützen. Diese Karten werden im Animationbereich häufig eingesetzt und sind heutzutage für Spieler völlig uninteressant, da die meisten Spiele nur noch DirectX unterstützen (anders jedoch auf der Macintosh-Plattform). Standardmäßig beherrscht jede DirectX Grafikkarte aber OpenGL.

Grafikkarten und Grafikschnittstellen

Von den Grafikkarten zu unterscheiden sind Software- und Hardware-Grafikschnittstellen.

Software-Grafikschnittstellen

Die bekanntesten Software-Grafikschnittstellen sind OpenGL und DirectX, die es dem Programmierer ermöglichen, einfach und unabhängig von der Grafikkarte, 3D-Effekte zu erzielen. Die Grafikschnittstellen setzen nicht unbedingt Hardware 3D-Funktionen der Grafikkarte voraus, nutzen diese aber, falls sie vorhanden sind. Ältere 3D-Spiele können im Prinzip auch auf Computern mit integrierter Grafik oder einer einfachen 3D-Karte laufen, jedoch relativ langsam, "ruckelig" und optisch weniger ansprechend.

Virtuelle Grafikschnittstelle

Eine Sonderform ist die virtuelle Grafikkarte, die dem Betriebssystem eines Computers mittels einer Gerätetreibersoftware eine Grafikkarten-Hardware vortäuscht, bzw. emuliert. Als Software fehlt dieser jedoch die oben genannten Hardware-Grafikschnittstellen. Stattdessen sendet die virtuelle Grafikkarte die Bildschirmdaten über eine Netzwerkverbindung. Diese Technik kommt bei der Dual Monitor Software MaxiVista zum Einsatz, um einen Computer als Bildschirm nutzen zu können, obwohl diese Gerätegattung allgemein keinen Bildschirmeingang aufweist.

Softwareprobleme mit Grafikkarten

Da viele Grafikkarten heutzutage das flüssige Anschauen von Videos mittels des Rechners durch Hardware-Unterstützung erlauben und ebenfalls viele Grafikkarten einen TV-Out-Anschluss haben, ist es naheliegend, den Rechner an einen Fernseher oder einen Videorekorder anzuschließen. Jedoch ist es bei einigen Herstellern so, dass sie es durch den Grafikkartentreiber und|oder die Grafikkarte selbst unterbinden, beide Fähigkeiten miteinander zu verbinden. So kommt es vor, dass beim Abspielen von Videos zwar die gesamte Benutzeroberfläche sichtbar ist, das Video selbst jedoch nicht. Unter Linux funktioniert dann beispielsweise die XVideo-Implementation nur bei der primären Anzeige (also dem Computer-Monitor), nicht jedoch beim TV-Out-Anschluss. Dieses Problem kann man meist umgehen, indem man die Hardware-Unterstützung für das Dekodieren von Videos ausschaltet, jedoch ist das Video dann oft nicht mehr flüssig anzusehen, was den eventuellen Spaß am Anschauen verdirbt.

Es wird vermutet, dass solche Beschränkungen eingebaut werden, um den Nutzer an der Aufzeichnung des Videos durch einen Videorekorder zu behindern. Jedenfalls ist in einigen mitgelieferten Handbüchern nachzulesen, dass Produkte von Macrovision (einer Firma, die für ihre Kopierbehinderungen bekannt ist) in die Grafikkarte mit integriert wurden.

Man findet in einem Handbuch beispielsweise folgende Passage:

Dieses Produkt enthält Copyrightschutz-Technologie, die durch Verfahrensansprüche bestimmter US-Patente sowie andere geistige Eigentumsrechte geschützt ist, die Macrovision Corporation und anderen Rechtsinhabern gehören. Die Verwendung dieser Copyrightschutz-Technologie muss von Macrovision Corporation genehmigt werden und darf sich nur auf den Privatbereich erstrecken, wenn Macrovision Corporation keiner anderen Verwendung zugestimmt hat. Das Reverse Engineering oder Disassemblieren der Software ist untersagt. Geräteansprüche des US-Patents der Nummern 4,631,603, 4,577,216, 4,819,098 und 4,907,093 sind nur für eingeschränkte Vorführungen lizenziert.

Ein konkreter Fall ist der fglrx-Treiber von ATI, der (derzeit) nicht das hardware-unterstützte Abspielen von Videos am TV-Ausgang unterstützt.


Hersteller

3dfx, Abit, Albatron, AOpen, ASUS,ATI, Chips & Technologies, Cirrus Logic, Connect3D, Club3D, Creative Labs / 3Dlabs, DFI, Diamond Multimedia, ELSA AG, Gainward, Hercules Graphics, HIS, Leadtek, MSI, Number Nine, Nvidia, Oak Technology, Orchid Technologies, Paradise, PixelView, PNY, PowerColor, Sapphire, Sparkle, Spea, STB Systems, TerraTec, Trident, Tseng Labs, Video Logic, Video Seven

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