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在电脑众多零部件里面,显卡是非常重要的一个部件。不管是核心显卡还是独立显卡,无论显卡性能怎么样,没有显卡就没法点亮机器,这就是显卡最基本的作用。
今天我就跟大家来聊一聊显卡的工作原理,看看显卡是怎么把我们看到的画面一帧一帧计算出来的,进而生成我们所看到的图像。首先我们都知道的是,电脑里面所有的数据都是1跟0组合而成的,也就是我们常说的二进制。
包括现在我打的字,看到的图片,听到的音乐,都是无数的0和1组合而成,然后我们把不同的组合方式定义成不同的信息。而我们的处理器,包含图形处理器GPU在内,处理器处理的数据都是0和1。换句话说,它们是把这些二进制数据转换成我们看到的文字、图片乃至视频的工具。
比如我们在打游戏,GPU就负责处理器我们所看到的游戏画面。这个过程就好比我们人类画面一样,回想一下我们小时候是怎么画画的?是不是要现在脑袋里构思一下大致上的轮廓?
其实GPU处理数据输出画面的第一步就跟我们在脑中构思轮廓一样,先需要模拟一个三维的空间,这个三维空间就是大致上的轮廓。
其次,假如电脑要输出一个方块,第一步就是CPU把生成方块的顶点坐标告诉显卡,然后显卡“几何单元”部分会把这些顶点在三维空间的x、y、z轴上标记出来,然后用线连接起来,这样就形成了一个简单的方块模型。
方块模型完成以后,就需要显卡GPU把这个虚拟的三维空间的立体小木块转换成平面图片了,换句话说,就是把以上的三维坐标换成二维坐标,毕竟我们显示器是平面的二维的,这个过程就叫做“光栅化”。
方块模型生成以后,却只有线条,为了让他更加的真实,我们需要在小方块上贴图。比如,这个小方块其实是游戏场景里面的一个小木块,那我们就需要通过显卡的‘纹理贴图单元’,把木材的纹理照片贴到小木块上,这样看起来会更加的真实。
这个时候,小木块已经转换成平面图形了。显示器屏幕是由无数的像素点组成的,如果需要在屏幕上显示画面的话,我们就需要每个像素点显示的颜色。
这个时候GPU就会采集信息,来确定每个像素点的颜色,这个过程叫做“像素处理”。这样显卡才能把最终的平面图形传输给显示器,最终出现在显示器荧幕上。
总结
图像生成的过程可以大致总结为顶点处理→光栅化计算→纹理贴图→像素处理→完成最终输出。知道显卡的工作流程以后,买显卡其实就是看多边形生成速度,和纹理贴图速度等参数,当然还取决于显存。
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