Frame buffering - co s ním ?

Magické slovo "buffering" se často vyskytuje v souvislosti s popisem grafických čipů a karet. Co všechny ty pojmy jako single/double/triple buffering, Vsync on a Vsync off znamenají se vám pokusíme vysvětlit v našem seriálu.

Jak je tedy vlastně přenášen obraz z počítače na monitor ? Zobrazovací proces lze rozdělit do třech částí:

• Vykreslení snímku.
• Frame buffer - je místo, kde je snímek uložen před tím, než je zobrazen na monitoru.
• Zobrazení na monitoru. To je možné dvěma způsoby. Prvním z nich je konverze digitálního obrazu z frame bufferu DAC (digitálně-analogovým převodníkem) a následné přenesení analogového signálu na monitor. Druhou možností je přímý přenos digitálního signálu na monitor, ovšem pouze pokud se jedná o digitální monitor a grafická karta toto umožňuje.

Frame buffering je způsob, jakým jsou snímky uloženy ve frame bufferu před jeho odesláním na monitor. Opět existují tři způsoby - single buffering, double buffering a triple buffering. V následujícím výkladu budeme pro jednoduchost předpokládat použití DAC převodníku a analogového monitoru.

Single buffering (Vsync off)

Single buffering je nejjednodušší způsob použití frame bufferu. V tomto případě je ve frame bufferu uchováván v daném okamžiku pouze jediný snímek, který je vykreslován grafickým procesorem a DAC převodníkem posílán na monitor. Procesor přitom nemusí čekat na DAC převodník až překreslí snímek na obrazovku, ale může vytvářet nový snímek nezávisle na DAC (proto se tento způsob někdy označuje jako Vsync off - čili asynchronní). Protože snímek, který je uložen v bufferu je současně vykreslován na monitoru, používá se také označení front buffer.

DAC převodník vykresluje na obrazovce snímek postupně od levého horního rohu k pravému a může se stát, že ještě před tím, než vykreslí na obrazovku celý snímek, vygeneruje procesor nový snímek a uloží ho do frame bufferu. DAC převodník pak pokračuje dále ve vykreslování snímku, čímž dojde k tomu, že obraz na monitoru je složen ze dvou snímků. Dojde potom k podobnému efektu, jak je vidět na obrázcích:

V případě single bufferingu není rychlost zobrazování snímků omezena DAC převodníkem, proto je výsledná vykreslovací rychlost daná pouze grafickým procesorem. Jeho další výhodou je to, že využívá pouze malé množství paměti. Nevýhodou však je výše popsané "roztržení" obrazu, které se ovšem v praxi příliš neprojeví (pokud nedochází k příliš velkým změnám zobrazované scény, což není často).

Pokračování:

Double buffering
Triple buffering