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Tarjetas de sonido

En el mundo de los ordenadores compatibles el estandar en sonido lo ha marcado la empresa Creative Labs y su saga de tarjetas Sound Blaster.

Si escojemos una tarjeta que no sea de esta marca, y queremos ejecutar todo tipo de software es importante comprobar que sea SB compatible a nivel de hardware, y si así es, informarnos de con que modelo es compatible.

En el caso de que sólo nos interese que funcione con programas Windows 98, esta precaución no será importante, entonces sería mas interesante saber que dispone de drivers de calidad, y de que Microsoft la soporte a nivel hardware en sus DirectX.

Otro factor a tener en cuenta es si la tarjeta admite la modalidad "full duplex", es decir si admite "grabar" y "reproducir" a la vez, o lo que es lo mismo, si puede procesar una señal de entrada y otra de salida al mismo tiempo. Esto es importante si queremos trabajar con algún programa de videoconferencia tipo "Microsoft NetMeeting" el cual nos permite mantener una conversación con otras personas, pues la tarjeta se comporta como un teléfono, y nos deja oir la voz de la otra persona aunque en ese momento estemos hablando nosotros. Muchas de las tarjetas de Creative no poseen este soporte a nivel de hardware, pero si a nivel de software con los drivers que suministra la casa para algunos S.O.

También es importante el soporte de "MIDI". Este es el estandar en la comunicación de instrumentos musicales electronicos, y nos permitirá reproducir la "partitura" generada por cualquier sintetizador y a la vez que nuestra tarjeta sea capaz de "atacar" cualquier instrumento que disponga de dicha entrada.
Hay que tener claro que el formato MIDI realmente no "graba" el sonido generado por un instrumento, sino sólo información referente a que instrumento estamos "tocando", que "nota" , y que características tiene de volumen, velocidad, efectos, etc..., con lo que el sonido final dependerá totalmente de la calidad de la tarjeta.

Otro punto importante es la memoria. Esta suele ser de tipo ROM, y es utilizada para almacenar los sonidos en las tarjetas de tipo "síntesis por tabla de ondas". Este tipo de tarjetas nos permiten "almacenarr" el sonido real obtenido por el instrumento, con lo que la reproducción gana mucho en fidelidad. Cuanta más memoria dispongamos, más instrumentos será capaz de "guardar" en ella y mayor será la calidad obtenida.
En las tarjetas de síntesis FM este datos no es importante.

Introducción Sobre las tarjetas de sonido

La evolución de la Informática Musical ha sido espectacular en los últimos años. En el 92, la mayoría de los productos de calidad se fabricaban sólo para equipos Macintosh. Pero en la actualidad, se ha dado la vuelta a la tortilla, y la variedad, calidad y precio de las tarjetas para PC es la envidia de los mac-níacos.

En los últimos tiempos han aparecido diversas tarjetas de sonido al mercado que han supuesto un nuevo avance en el concepto de tarjetas de sonido para entornos domésticos. Después de la serie Sound Blaster 32, las tarjetas domésticas parecían haber llegado a su techo con la tecnología wavetable. (=Tabla de Ondas)

Se establecía, por lo tanto, que un usuario normal tenía que elegir entre dos posibilidades: comprar una tarjeta Sound Blaster 16 (o compatible) o bien decidirse por una Sound Blaster 32 (o cualquier otra que ofreciera tecnología wavetable).

La aparición de la tarjeta Maxi Sound 64 fue el revulsivo para dar un vuelco a un mercado dominado abrumadoramente por la serie Sound Blaster de la empresa Creative, que tuvo que reaccionar precipitadamente, desarrollando la Sound Blaster 64. Pero ya Maxi Sound había creado la versión Home Studio, que incluía además un software de grabación de audio multipista, un lujo para el mercado doméstico. La Maxi Sound Home Studio Pro 64, ya incorpora la entrada y salida SP-DIF, copiando a la AWE 64 y yendo un poco más allá.

Y si la Home Studio Pro 64 es un lujo, la Turtle Beach Pinnacle Project Studio es inalcanzable para la mayoría: un doble sintetizador Kurzweill, SP-DIFs, 20 bits de grabación y reproducción de audio digital, etc...

Wavetable por software

>Una alternativa a comprarse una tarjeta de sonido wavetable puede ser aprovechar una tarjeta de sonido normal, tipo FM, y usar un sintetizador por software. Esta síntesis se basa en el cálculo intensivo en tiempo real, por lo que necesitas disponer de un procesador muy rápido, al menos un Pentium. Con el advenimiento de la tecnología MMX, que promete una mejora sustancial del tratamiento de audio, deberían aparecer programas aún mucho más avanzados que los que comentamos aquí.

Breve reseña Histórica

Antes de revisar estas nuevas tarjetas y sus tecnologías, hemos considerado interesante hacer un rápido viaje por la historia de las tarjetas de sonido. Mucha gente considera a la Empresa Creative la más avanzada en el campo del sonido, pero no es así:

Todo, probablemente, comenzó con la aparición en el mercado de una tarjeta ya casi olvidada, con nombre en latín, nada menos: AdLib. Esta tarjeta disponía de síntesis FM, es decir: síntesis por modulación de frecuencias, una tecnología inventada por el MIT en los años 60. Con esa capacidad, sólo se podía reproducir música desde secuenciadores MIDI, o reproducir la música y efectos de los juegos.

Tras la aparición de la tarjeta AdLib, vino la tarjeta Sound Blaster de la casa Creative Labs, totalmente compatible con la anterior, pero que además de la síntesis FM, incorporaba la posibilidad de grabar y reproducir audio digital (en 8 bits). Esto permitía a los programadores de juegos usar sonidos reales (voces, ruidos, etc) como efectos especiales de sus juegos. Esta espectacularidad está subrayada por su pomposo nombre (en inglés-americano). Creative se hizo con el mercado, consiguiendo desde entonces ser el estándar de hecho: todas las tarjetas que se precien deben ser compatibles con la Sound Blaster, ya que todos los fabricantes de juegos y otro software programan para este sistema. La Sound Blaster Pro ya funcionaba en estéreo.

En 1989 una empresa americana, (la playa de las tortugas), sacó al mercado su Turtle Beach Multisound. Este no era un producto orientado al mercado doméstico, como los anteriores, sino que su elevado precio y sus avanzadas características (incorporaba un chip DSP Motorola 56000 a 20 Mips, nada menos) la dirigían hacia un mercado de audio profesional. Entre sus mejores características destacan que no usaba la lamentable síntesis FM, sino una excelente síntesis PCM (ahora se llama wavetable) incorporando un Chip de la empresa EMU Systems nada menos, una de las mejores empresas de sintetizadores y samplers para el mercado musical profesional. Pero si el sonido MIDI era inmejorable, en cuanto al audio tampoco se quedaba corta, ya que permitía la grabación y reproducción de audio a 16 bits, con unos buenos conversores DAC y DCA, proporcionando por lo tanto un bajísimo nivel de ruido y poca distorsión armónica. De lo que no se preocuparon los ingenieros de "la tortuga" fue de proveer compatibilidad con los juegos que usaban síntesis FM. Por cierto, si SB es Sound Blaster, TB es Turtle Beach.

La archifamosa Gravis Ultrasound (GUS) fue el primer intento de fabricar un sampler para el mercado doméstico. Así pues, se ganó un merecidísimo puesto en la demoscene y en los diversos foros telemáticos. Recuerdo en las áreas de sonido de FIDONET cómo los usuarios de Sound Blaster que escuchaban una GUS se arrepentían de su compra. Para mejorar el sonido, la GUS disponía de una memoria RAM de 256 Kb que permitía almacenar grabaciones de instrumentos reales (sistema Wavetable). Pero esta tarjeta tenía un problema: aunque podía reproducir sonido de 16 bits, sólo podía grabarlo a 8 bits. Por ello, no era utilizable para la grabación de audio digital de calidad, aunque en el campo MIDI estaba entrela SB y la Multisound. Este defecto fue subsanado varios años después, con las versiones posteriores Ultrasound Max y Ultrasound Ace., que además traían ya 1 Mb de RAM.

Con la Sound Blaster 16 , el mercado del audio a 16 bits se popularizó, haciéndolo asequible al mercado doméstico, pero sin ofrecer la alta calidad de la Multisound (lógico si se desea abaratar costes). Por otro lado, la SB 16 mantenía la misma síntesis FM de la SB Pro, por lo que musicalmente, su valor seguía siendo escaso. Antes de la Sound Blaster, Media Vision había fabricado la Pro Audio Spectrum (PAS), con sonido de 16 bits, aunque fue la primera la que dominó el mercado. Creative sacó una versión ASP de la Sound Blaster, que contenía un chip de proceso digital de señal (Avanced Signal Processor), que aún no se atrevían a llamar DSP (Digital Sound Processor, como la Multisound). Este ASP permitía cierta mejora al añadir efectos de Reverberación y 3D, además de aportar compresión de ficheros de audio (wav).

La fidelidad de reproducción MIDI que aportaba la GUS motivó que, con el tiempo, varias marcas se plantearan sacar al mercado tarjetas con tecnología similar. La Orchid Wave 32 entre otras, y las empresas de instrumentos musicales ya habían desarrollado tarjetas de alta calidad (especialmente la excelente Roland RAP-10 y la Ensoniq Soundscape ). La tecnología wavetable de las demás tarjetas usaban sonidos (formas de onda) grabados en memoria ROM, en lugar de usar memoria RAM como la Gravis, con lo cual no se podía modificar los sonidos a voluntad del usuario. Sin embargo, implementaban los 128 sonidos del General MIDI (GM) y el General Standard (GS), incluyendo varios bancos de sonidos de batería y percusión. Con estas tarjetas, escuchar un buen fichero MIDI es ya una delicia.

En otro nivel más avanzado, la Digidesign Sample Cellofrece la calidad de los samplers profesionales, e incluso mejores prestaciones.

Creative también quiso copar el segmento doméstico de este mercado, y fabricó, entre otras, la tarjeta Sound Blaster 32 PnP, que disponía de sonido wavetable en 1 Mb de ROM, con el sintetizador de la EMU 8000, de la famosa empresa EMU Systems, que acabó comprada por Creative. Además, de la síntesis FM, efectos de reverberación y coro, polifonía de 32 voces, compatible General Midi, y añade 2 zócalos para añadir RAM en SIMMs de 30 contactos (hasta 28 Mb), con la tecnología de sampling que denomina Sound Fonts. Asimismo, admite grabación y reproducción simultánea de audio a disco duro, es decir, son Full Duplex. Esto es importante para usar programas de audio multipista, ya que mientras grabas una toma nueva, puedes escuchar lo que habías grabado antes.

Después vino la Sound Blaster AWE 32 PnP, que añade a la SB 32 sonido 3D, y 512 Kb de RAM para Sound Fonts, para lo que incluye el software Vienna Sound Font Studio, además del secuenciador MIDI Orchestrator Plus. Por cierto, AWE significa Avanced Wave Effects.

Algunos conceptos erróneos

¿32 Bits?

Es habitual leer que una tarjeta marcada como "32", por ejemplo, la Sound Blaster 32, es una tarjeta de 32 bits. Esto es falso:. Estas tarjetas son de 16 bits, es decir, pueden reproducir y grabar sonido digitalizado a 16 bits. El número 32 se refiere a la polifonía, es decir, el número de notas musicales que puede tocar simultáneamente el sintetizador interno.

Y menos aún podemos decir que las tarjetas marcadas como 64 sean tarjetas de 64 bits. De hecho, los estudios de grabación profesionales no usan más de 20 bits en sus equipos de mayor calidad. Sólo una de las tarjetas de sonido que estudiamos en este informe tiene más de 16 bits: la Turtle Beach Pinnacle , con 20 bits.

Tipo de tarjeta

Polifonía

Nº de bits

Típica FM (compatible SB 16)

20

8 ó 16

Estándar GM (General MIDI)

24

16

Tipo Wavetable (estilo SB 32)

32

16

Maxi Sound Home Studio, SB AWE 64

64

16

Turtle Beach Pinnacle

64

20

 

¿32 instrumentos?

Es también falso que el 32 signifique que una tarjeta pueda reproducir 32 instrumentos simultáneos. Lo que quiere decir es que puede tocar 32 notas simultáneas. Un piano, por ejemplo, puede estar sonando con 8 notas a la vez (un acorde complejo), la guitarra tiene 6 cuerdas que pueden sonar todas a la vez, y la percusión puede llevar 4, 6 u 8 notas simultáneas (caja, charles, platos, bombo, conga, timbal...) Así pues, una composición interpretada por piano, batería, bajo, guitarra, y sección de metales puede ocupar más de 24 voces de polifonía.

Lo que sí es cierto es que pueden usarse hasta 16 instrumentos diferentes a la vez, repartiéndose entre ellos la polifonía disponible. En un equipo General MIDI, éstos 16 instrumentos pueden elegirse de un banco de 128 sonidos de todo tipo, mientras que la percusión dispone de 10 kits diferentes.

Métodos de Síntesis

Los circuitos electrónicos pueden generar (sintetizar) el sonido basándose en diferentes planteamientos. Del sistema que se elija dependerá en gran medida la calidad del sonido resultante. Veamos los tipos de síntesis usados en las tarjetas de sonido:

síntesis fundamentos Características
FM(modulación de frecuencia) Se basa en modular una onda portadora con otra onda moduladora, produciendo así una tercera onda resultado de la modulación.

Como este sistema es muy pobre, se usan varios operadores (conjuntos de portadora-moduladora), cada uno de los cuales produce una onda que sirve como portadora o moduladora del siguiente paso.

El modo de interconexión de los operadores es denominado algoritmo.

Es muy barata, pero no reproduce adecuadamente los sonidos de instrumentos musicales reales. En particular, las guitarras, los metales y sonidos de percusión suenan lamentablemente.

Los sintetizadores que usan este sistema incorporan un gran número de operadores y de algoritmos, pero las tarjetas de sonido tipo SB lleva muy pocos como para obtener buenos resultados.

Wavetable(Tabla de Ondas) Si grabamos sonidos de instrumentos reales interpretando una nota Do, por ejemplo, y reproducimos esa grabación a mayor velocidad, sonará más agudo.

Con las grabaciones de diferentes instrumentos, creamos una Tabla de Ondas, almacenada en memoria ROM o RAM.

De la calidad de dichas muestras depende buena parte del resultado sonoro. Es obvio que es importante grabarlas en un estudio de grabación profesional, con buenos instrumentos.

Es más cara que la FM, y necesita memoria para almacenar las ondas grabadas.

Para conseguir mejor calidad, se usa el multimuestreo, es decir, tomamos varias grabaciones de cada instrumento, por ejemplo, una por cada escala musical. Esto aumenta la cantidad de memoria necesaria.

Sin embargo, para reproducir con fidelidad un sonido no basta con guardar una grabación, ya que cuando se toca una nota diferente, no solo se cambia la frecuencia del sonido, sino otros parámetros importantes.

Waveguide

(Modelado Físico, Síntesis Virtual)

Se basa en simular el sonido de un instrumento musical mediante el cálculo numérico de las ondas de sonido. Es decir, se tienen en cuenta parámetros como la vibración del sonido en un tubo (viento), una cuerda, una membrana (percusión), etc.

Pero este proceso se realiza a tiempo real, lo que supone una gran capacidad de cálculo.

Es carísima. De hecho, el primer producto con esta tecnología que salió al mercado (un sintetizador de Yamaha) tenía dentro dos Macintosh Quadra para producir tan sólo 2 notas de polifonía. ¡Costaba más de 800.000 pts!

Por ello, nos parece muy raro que las AWE 64 usen este sistema, por un precio inferior a 40.000 pts. Algo falla, ¿no?

Cuadrafonía vs sonido 3D

El sonido 3D que ofrecen algunas tarjetas intenta dar al oyente la impresión de sonido envolvente. En el cine, el sistema surround está basado en el uso de varios altavoces situados en diferentes puntos de la sala. ¿quién no se ha asustado al escuchar la estampida de dinosaurios en Parque Jurásico?. Sin embargo, obtener este efecto con sólo dos altavoces es mucho más complejo.

En un estudio de grabación, cuando se quiere "situar" unos sonidos en el frente y otros en el fondo, se juega con dos parámetros: el volumen (cuanto más alto, más cerca), y la reverberación (una especie de eco), que se produce cuando los sonidos están más alejados del oyente. Así se intenta distinguir entre sonidos cercanos y sonidos lejanos.

De un modo similar, algunos receptores de TV estéreo, cuando reproducen un programa grabado en mono, simulan el estéreo retrasando ligeramente la señal de uno de los dos canales. Esto da un efecto pseudo-estéreo que resulta más agradable que el sonido mono.

El los años 70, después del desarrollo del sonido de alta fidelidad (hi-fi), se intentó dar un paso más con la cuadrafonía: se trataba de usar cuatro altavoces (con su cuatro amplificadores correspondientes), colocados en las esquinas de un cuadrado, con el oyente en el centro. Con este sistema, podíamos "situar" un sonido en cualquier lugar de la habitación, manipulando su volumen independientemente en cada uno de los 4 canales. Sin embargo, este efecto resulta muy caro: no sólo se necesitan 4 altavoces y 4 amplificadores, sino que también la fuente de sonido (cassette, disco compacto...) tenía que estar grabado en cuadrafónico en vez de estéreo.

Algunos programas de grabación de audio multipista, como el Samplitude Studio, permiten usar a la vez hasta 4 tarjetas de sonido en un mismo ordenador. Con ello, se obtienen hasta 8 canales de sonido simultáneos (4 estéreo), por lo que podíamos colocar altavoces en las 8 esquinas de un cubo tridimensional (4 arriba y 4 abajo). Todo ello, con 4 tarjetas de sonido normales, de 16 bits, cada una con su pareja de altavoces autoamplificados.

Una solución más sencilla es usar la tarjeta Maxi Sound 64 Home Studio, con sus 4 salidas de audio (2 estéreo) y su software multipista.

Entonces, ¿qué me compro?

Lamento desilusionar a los que esperéis una respuesta sencilla, pues no está nada clara. Todo depende de dos cosas: el presupuesto y las necesidades que tengas.

Si quieres síntesis de gran calidad, la Pinnacle; su doble sintetizador Kurzweill es de una calidad excepcional. Es la mejor elección para quien no disponga de un buen sintetizador MIDI.

Si tienes pensado hacer volcados directos a cinta DAT, para luego editar un disco compacto, o si tienes equipos digitales que quieras conectar con la tarjeta, compra una que tenga entrada y salida SP-DIF, el estándar de la industria (Maxi Sound Home Studio 64 Pro ó TB Pinnacle Project Studio; la ´SB AWE 64 Gold sólo tiene digital la salida). Pero ten cuidado: los discos compactos usan 44 Khz y 16 bits, ¡no te vayas a pasar!

Lo anterior sería la mejor opción para aquellos músicos que ya disponen de un buen teclado o módulo sintetizador MIDI, y quieran adentrarse en el sonido digital.

Si te interesa probar con el modelado físico (Waveguide), una AWE 64: suena muy bien, aunque ten en cuenta que te entregan la tarjeta con sólo 14 instrumentos.definidos. ¿publicarán más poco a poco? ¡Quién sabe! Otro inconveniente de esta serie es que no soportan la ampliación de memoria mediante SIMMs estándar,por lo que te obligan a comprar su propia ampliación, ¡al precio que ellos quieran!

En resumen:

Si eres músico profesional, cómprate la Pinnacle Project Studio.

Si eres músico semiprofesional, una Maxi sound 64 o AWE 64 te irá muy bien.

Si te gusta la música, pero tampoco es para tanto, una wavetable normal SB 32, por ejemplo)

 

Instalación:

De igual forma que si de una tarjeta de video se tratase, la tarjeta de audio ha de instalarse en un zócalo libre de la placa base (esta vez uno del tipo ISA), y atornillar la plaqueta de fijación a la caja. Ademas, si se dispone de lector de CD-ROM, habrá  que conectar los terminales CD IN de la tarjeta al conector AUDIO OUT del CD-ROM, para poder oír los discos compactos musicales a través de esta. Mecánicamente, eso es todo. Ahora debera  instalar los los controladores software y los programas para el manejo de esta. Hecho esto, la tarjeta queda lista.

 

Posibles problemas:

Si una tarjeta de sonido no funciona o lo hace mal, la computadora se bloquea o cierra aplicaciones inesperadamente, o sucede alguna otra extraña cosa, generalmente estaremos ante un problema de interrupciones. El sistema Plug And Play no siempre consigue su objetivo, asi que la asignación de interrupciones, direcciones y canales DMA habrá  de hacerse manualmente. El sistema a seguir es indicar a la tarjeta por software (debe venir acompañada de programas para esto) una interrupción libre, que no esta‚ siendo usada por otro dispositivo. En Windows 95- 98, el icono Sistema del Panel de Control da paso a unas utilidades para conocer las interrupciones, direcciones y canales DMA utilizados. En MS-DOS, la utilidad MSD hace algo parecido.

Las bocinas

 

Las bocinas para computadora incorporan en su gran mayoria un amplificador que sirve para elevar la pequeña señal que entrega la tarjeta de sonido, porque por si sola, haría funcionar la bocina a un volumen muy pequeño. La potencia indicada suele ser mucho mayor que la real, debido a que esta medida se puede realizar de diferentes formas, entre ellas la que indica la máxima potencia que puede suministrar un conjunto amplificador-bocinas durante un breve lapso de tiempo y a la máxima distorsión (efecto que tiene lugar cuando damos mucho volumen a un equipo hasta el punto en que suena mal). Lógicamente, el sonido nunca va a ser escuchado en estas condiciones. Las bocinas del tipo 50-100w son los ideales para un uso normal (por supuesto, no tienen esa potencia real).

 

COMO ELEGIR UN BUEN MONITOR

Muchas veces la elección de un monitor es la menos meditada. Estarnos acostumbrados a leer "con monitor de 14 o 15 pulgadas" en los catálogos de ordenadores, y no se nos suele dar mucha más información adicional de este periférico indispensable a la hora de hacernos con un nuevo equipo.

Sin embargo, la elección de un buen monitor es muy importante, ya que de ella depende el que nos encontremos a gusto trabajando con nuestro PC y de que podamos disfrutar de una buena imagen sin que nuestros ojos se resientan al cabo de estar largos periodos de tiempo fijando nuestra mirada en él.

Los parámetros que debemos contemplar en lo que a monitores se refiere son, el tamaño de la pantalla, el tipo de tubo (monitor CRT, tubo de rayos catódicos), la resolución que puede soportar, la frecuencia y el tamaño de punto.

El tamaño de la pantalla, medido en pulgadas, no es en realidad un dato tan inmediato como puede parecer a primera vista ya que, por ejemplo, cuando leemos 15 pulgadas, el área visible será de tan sólo 14 o 13,5 pulgadas, siempre medidas en diagonal, dependiendo del modelo.Esto se debe a que la carcasa del monitor oculta siempre los bordes negros del tubo de imagen, que si es de 15 pulgadas en total.
A no ser que queramos hacernos con un PC muy básico, 15 pulgadas será el tamaño mínimo recomendable del tubo de imagen, entre otras cosas porque la tarjeta de vídeo que instalemos en nuestro sistema y el sistema operativo que utilizaremos serán de última generación, permitiendo altas resoluciones que son mucho más vistosas cuanto más grande sea nuestro monitor.

Ahora bien, si vamos a ejecutar programas gráficos o de diseño técnico, tendremos que pensar ya en las17,19o21 pulgadas.
El tipo de tubo de imagen depende exclusivamente de los fabricantes. Podemos encontrar tubos Trinitron —Exclusivos de Sony—de máscara de sombra —los más comunes— o pantallas TFT, que son las que se instalan en los portátiles o en los nuevos monitores de pantallas planas.

La resolución, por su parte, se pide en pixels y se suele indicar la máxima soportada por el monitor. Obviamente, cuanta más resolución se alcance, mejor, pero debemos tener en cuenta nuestra tarjeta de vídeo, porque de nada serviría que nuestro nuevo monitor alcanzase 1280x1024 pixels si la SVGA no lo soporta. O viceversa.

La frecuencia también es importante, ya que mide las veces que la imagen se "dibuja" en el monitor por segundo —Hertzios o Hz—. De nuevo, cuanto mayor sea la frecuencia —suele oscilar entre 60  90 Hz— mejor, ya que la imagen aparece con menos parpadeo en el monitor.

Por último el tamaño de punto, medido en milímetros, indica el tamaño del "dot pítch" o pixel de pantalla, oscilando normalmente entre los 0,25 y 0,39 mm. Cuanto menor sea este tamaño, más nítida será la imagen del monitor. Hay monitores profesionales que llegan a un 0,21 de dot pitch.

Aparte de estos parámetros fundamentales, podemos encontrar monitores que presenten además posibilidades multimedia —altavoces y micrófonos dentro de la misma carcasa— ideales para todos aquellos que no dispongan de mucho espacio en su lugar de trabajo.

Y tampoco queremos dejar de hablar de las nuevas pantallas LCD (liquid cristal display) planas —miden de 6 a 8 cms. de fondo—, lo último en monitores para PC.

Las principales ventajas y características de un monitor de pantalla placa con respecto a un monitor CRT se muestran a continuación.

Ventajas de las pantallas LCD frente a las CRT

  • 60 por ciento menos de consumo
  • 50 por ciento menos de peso
  • 4 veces menos espacio necesario en el escritorio
  • Imagen sin distorsiones en las esquinas
  • Claridad de píxel
  • Influencias magnéticas mínimas

Características técnicas de los LCD

  • Interfaz analógico: colores ilimitados
  • Matriz activa de alta resolución (1280 x 1024 y 1024 x 768)
  • Alto brillo
  • Tecnología FullScan: todas las resoluciones se visualizan a pantalla completa
  • Controles OSM
  • Xtraview: 160 grados de visión

Es evidente que el futuro de la imagen tiende a la adquisición de un monitor de estas características como elemento habitual e indispensable, cuya calidad y prestaciones van en aumento.

 

La tarjeta de vídeo

 

• Interpreta los datos que le llegan del procesador, ordenándolos y calculando para poder presentarlos en la pantalla en forma de un rectángulo más o menos grande compuesto de puntos individuales de diferentes colores (pixels).

• Coge la salida de datos digitales resultante de ese proceso y la transforma en una señal analógica que pueda entender el monitor.

Estos dos procesos suelen ser realizados por uno o más chips: el microprocesador gráfico (el cerebro de la tarjeta gráfica) y el conversor analógico-digital o RAMDAC, aunque en ocasiones existen chips accesorios para otras funciones o bien se realizan todas por un único chip.

El microprocesador puede ser muy potente y avanzado, tanto o más que el propio micro del ordenador; por eso algunos tienen hasta nombre propio: Virge, Rage Pro, Voodoo... Incluso los hay con arquitecturas de 128 bits, muchos más que el Pentium.

MDA

En las primeras computadoras, los gráficos brillaban... por su ausencia. Las primeras tarjetas de vídeo presentaban sólo texto monocromo, generalmente en un agradable tono ámbar o verde fosforito que dejaba los ojos hechos polvo en cuestión de minutos. De ahí que se las denominase MDA, Monochrome Display Adapter.

CGA

Luego, con la llegada de los primeros PCs, surgió una tarjeta de vídeo capaz de presentar gráficos: la CGA (Computer Graphics Array, dispositivo gráfico para ordenadores).

Hércules

Se trataba ésta de una tarjeta gráfica de corte profundamente profesional. Su ventaja, poder trabajar con gráficos a 720x348 puntos de resolución, algo alucinante para la época; su desventaja, que no ofrecía color. Es por esta carencia por la que no se extendió más, porque jugar sin color no es lo mismo, y el mundo PC avanza de la mano de los diseñadores de juegos (y va muy en serio).

EGA

Otro inventito exitoso de IBM.

hacían ya posible que los entornos gráficos se extendieran al mundo PC (los Apple llevaban años con ello), y aparecieron el GEM, el Windows y otros muchos. Sobre las posibilidades de las pantallas EGA, una curiosidad: los drivers EGA de Windows 3.1 funcionan sobre Windows 95, y resulta curioso (y sumamente incómodo, la verdad) ver dicha combinación...

VGA

El estándar, la pantalla de uso obligado desde hace ya 10 años. Tiene multitud de modos de vídeo posibles, aunque el más común es el de 640x480 puntos con 256 colores, conocido generalmente como "VGA estándar" o "resolución VGA".

SVGA, XGA y superiores

El éxito del VGA llevó a numerosas empresas a crear sus propias ampliaciones del mismo, siempre centrándose en aumentar la resolución y/o el número de colores disponibles.

De cualquier manera, la frontera entre unos estándares y otros es sumamente confusa, puesto que la mayoría de las tarjetas son compatibles con más de un estándar, o con algunos de sus modos. Además, algunas tarjetas ofrecen modos adicionales al añadir más memoria de vídeo.

La resolución y el número de colores

En el contexto que nos ocupa, la resolución es el número de puntos que es capaz de presentar por pantalla una tarjeta de vídeo, tanto en horizontal como en vertical. Así, "800x600" significa que la imagen está formada por 600 rectas horizontales de 800 puntos cada una. Para que nos hagamos una idea, un televisor (de cualquier tamaño) tiene una resolución equivalente de 800x625 puntos.

En cuanto al número de colores, resulta casi evidente: los que puede presentar a la vez por pantalla la tarjeta. Así, aunque las tarjetas EGA sólo representan a la vez 16 colores, los eligen de una paleta (sí, como las de pintor) de 64 colores.

La combinación de estos dos parámetros se denomina modo de vídeo; están estrechamente relacionados: a mayor resolución, menor número de colores representables, y a la inversa. En tarjetas modernas (SVGA y superiores), lo que las liga es la cantidad de memoria de vídeo (la que está presente en la tarjeta, no la memoria general o RAM).

Cabe destacar que el modo de vídeo elegido debe ser soportado por el monitor, ya que si no éste podría dañarse gravemente. Esto depende de las características del mismo, en concreto de la Frecuencia Horizontal, como se explica en el apartado dedicado al monitor.

La velocidad de refresco

El refresco es el número de veces que se dibuja la pantalla por segundo (como los fotogramas del cine); evidentemente, cuanto mayor sea menos se nos cansará la vista y trabajaremos más cómodos y con menos problemas visuales.

Se mide en hertzios (Hz, 1/segundo), así que 70 Hz significa que la pantalla se dibuja cada 1/70 de segundo, o 70 veces por segundo. Para trabajar cómodamente necesitaremos esos 70 Hz. Para trabajar ergonómicamente, con el mínimo de fatiga visual, 80 Hz o más. El mínimo absoluto son 60 Hz; por debajo de esta cifra los ojos sufren muchísimo, y unos minutos bastan para empezar a sentir escozor o incluso un pequeño dolor de cabeza.

Antiguamente se usaba una técnica horrible denominada entrelazado, que consiste en que la pantalla se dibuja en dos pasadas, primero las líneas impares y luego las pares, por lo que 70 Hz entrelazados equivale a poco más de 35 sin entrelazar, lo que cansa la vista sobremanera. Afortunadamente la técnica está en desuso, pero en los monitores de 14" se ha usado hasta hace menos de un par de años.

El motivo de tanto entrelazado y no entrelazado es que construir monitores que soporten buenas velocidades de refresco a alta resolución es bastante caro, por lo que la tarjeta de vídeo empleaba estos truquitos para ahorrar a costa de la vista del usuario. Sin embargo, tampoco todas las tarjetas de vídeo pueden ofrecer cualquier velocidad de refresco. Esto depende de dos parámetros:

•La velocidad del RAMDAC, el conversor analógico digital. Se mide en MHz, y debe ser lo mayor posible, preferiblemente entorno a 175 ó 200 MHz.

•La velocidad de la memoria de vídeo, preferiblemente de algún tipo avanzado como WRAM o SGRAM.

Memoria de vídeo

Como hemos dicho, su tamaño influye en los posibles modos de vídeo (cuanta más, mejor); además, su tipo determina si conseguiremos buenas velocidades de refresco de pantalla o no. Los tipos más comunes son:

•DRAM (Dynamic Random Access Memory)El termino Dynamic significa que la memoria será accedida dinámicamente, es decir cada períodos cortos de tiempo, para no perder información. Esto se denomina refresco. Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila, la columna y si se desea realizar una lectura o una grabación.en las tarjetas más antiguas, ya descatalogadas. Malas características; refrescos máximos entorno a 60 Hz.

(Fast Page Mode): Son capaces de trabajar más rápidamente que las memorias de la tecnología anterior. Para acceder a este tipo de memoria se debe especificar la fila (página) y seguidamente la columna. Para los sucesivos accesos de la misma fila solo es necesario especificar la columna quedando la fila seleccionada desde el primer acceso. Esto hace que el tiempo de acceso en la misma fila (página) sea mucho más rápido.

•EDO: o "EDO DRAM" (Extended Data Out):   La ventaja de la memoria EDO es que mantienen los datos en la salida hasta el siguiente acceso a memoria. Esto permite al procesador ocuparse de otras tareas sin tener que atender a la lenta memoria. Esto es, el procesador selecciona la posición de memoria, realiza otras tareas y cuando vuelva a consultar la DRAM los datos en la salida seguirán siendo válidos. El estándar en tarjetas de calidad media. Muy variables refrescos dependiendo de la velocidad de la EDO, entre 40 Hz (la velocidad de la memoria, no el refresco asociado) las peores y 25 Hz las mejores.

•VRAM, WRAM (Windows RAM) Estas últimos se denominan de puerto dual, lo que significa una velocidad de transmisión de datos mayor, lo cual hace que la pantalla pueda ser “redibujada” más rápido.
Esto es posible porque la tecnología de puerto dual permite al procesador leer y redibujar la pantalla simultáneamente, eliminando el problema del puerto simple, que sólo puede usar un ciclo para leer o escribir en memoria, con lo cual el motor gráfico debía esperar cada vez que la pantalla era actualizada. El uso de memorias de puerto dual es especialmente importante en aplicaciones que requieran alta resolución y rápida actualización de pantalla. La tecnología de puerto simple para estos casos dejaría mucho que desear.bastante buenas, aunque en desuso; en tarjetas de calidad, muy buenas características.

•MDRAM, SDRAM (Synchronous DRAM)Con la introducción de procesadores más rápidos, las tecnologías FPM y EDO han empezado a quedar lentas. La memoria más eficiente es la que trabaja a la misma velocidad que el procesador. Las velocidades de la DRAM FPM y EDO son de 80, 70 y 60 ns, lo cual es suficientemente rápido para velocidades inferiores a 66MHz. La SDRAM esta constituida en dos bancos independientes. Esto permite que mientras a un banco está accediendo a la posición de memoria el otro banco, simultáneamente, esté seleccionando la posición siguiente. dos tipos no muy comunes, pero de alta calidad.

•SGRAM: la SDRAM adaptada para uso gráfico. De lo mejor del mercado, va camino de ser estándar.

 

Conectores: PCI, AGP...

La tarjeta gráfica, como añadido que es al PC, se conecta a éste mediante un slot o ranura de expansión. Muchos tipos de ranuras de expansión se han creado precisamente para satisfacer a la ingente cantidad de información que se transmite cada segundo a la tarjeta gráfica.

•ISA: el conector original del PC, poco apropiado para uso gráfico; en cuanto llegamos a tarjetas con un cierto grado de aceleración resulta insuficiente. Usado hasta las primeras VGA "aceleradoras gráficas", aquellas que no sólo representan la información sino que aceleran la velocidad del sistema al liberar al microprocesador de parte de la tarea gráfica mediante diversas optimizaciones.

•VESA Local Bus: más que un slot un bus, un conector íntimamente unido al microprocesador, lo que aumenta la velocidad de transmisión de datos. Una solución barata usada en muchas placas 486, de buen rendimiento pero tecnológicamente no muy avanzada.

•PCI: el estándar para conexión de tarjetas gráficas (y otros múltiples periféricos). Suficientemente veloz para las tarjetas actuales, si bien algo estrecho para las 3D que se avecinan.

•AGP: tampoco un slot, sino un puerto (algo así como un bus local), pensado únicamente para tarjetas gráficas que transmitan cientos de MB/s de información, típicamente las 3D. Actualmente tiene poca o nula ganancia frente a PCI, pero más futuro como conector dedicado exclusivamente a estos fines.

En cualquier caso, el conector sólo puede limitar la velocidad de una tarjeta, no la eleva, lo que explica que muchas tarjetas PCI sean muchísimo más rápidas que otras AGP más baratas o peor fabricadas.

el acceso simultáneo del DAC y del procesador gráfico .

 

Conectores TV y vídeo:algunas tarjetas gráficas incluyen un sintonizador de TV para ver los diferentes canales de televisión en el monitor

Tarjetas gráficas

Hoy en día todas las tarjetas de vídeo son gráficas e incluyen aceleración por hardware, es decir, tienen "chips" especializados que se encargan de procesar la información recibida desde el bus e interpretarla para generar formas, efectos, texturas, que de otra forma no serían posibles o con peor calidad, o colapsarían al ordenador y a su bus.

La primera distinción a efectuar es si la tarjeta soporta aceleración 2D, 3D o ambas. Las tarjetas con aceleración 3D tambien suelen tener soporte para 2D, pero algunas 3D sólo trabajan como complemento a las 2D, añadiendoles dicho soporte.

Es muy importante entender que las tarjetas aceleradoras 3D sólo sirven para juegos y para programas de diseño gráfico 3D que estén preparados para sacarles partido. Si habitualmente trabajamos con programas ofimáticos tipo "Office", no obtendremos ningún beneficio de estas nuevas tarjetas.

Productos como el i740 de Intel han permitido poder fabricar tarjetas con aceleración 2 y 3D en un solo chip y a un precio realmente económico, por lo estan capacidades se han convertido ya en lo mínimo exigible...

En cuanto al tipo de bus, actualmente sólo encontramos dos estandares, el PCI y el AGP. Aunque en un principio el segundo todavía no estaba lo suficientemente bién implementado como para sacarle ventaja al primero, éste será el único que sobrevivirá en cuanto a la interconexión con la tarjeta gráfica, si bien el mercado PCI todavía es grande. El apoyo de Intel y las subsiguientes mejoras que ha sufrido el estándar hasta llegar al actual 4x han hecho que sea ya pieza obligada en cualquier placa base.

En las tarjetas 2D las más utilizadas en los PC's son las fabricadas por la casa S3, entre otras cosas porque se hicieron con el mercado OEM. Tenemos toda la saga de chips Trio: 32, 64, 64V+ y 64V2.

En las tarjetas 3D dicha marca fué de las primeras en ofrecer capacidades 3D en sus chips Virge, aunque no fueron competitivos con los productos de la competencia, como los chips de Rendition, 3Dfx, nVidia, NEC (PowerVR), Intel (i740), etc...

Otro factores a tener en cuenta:

Memoria: En las tarjetas 2D, la cantidad de memória sólo influye en la resolución y el número de colores que dicha tarjeta es capaz de reproducir. Lo habitual suele ser 1 ó 2 Megas.

Relación entre memoria y Resoluciónes máximas
Memoria Maximas resoluciónes y colores
512 Kb. 1024x768-16 colores 800x600-256 colores    
1 Mb. 1280x1024-16 colores 1024x768-256 colores 800x600-64k colores 640x480-16,7M col.
2 Mb. 1280x1024-256 colores 1024x768-64K colores 800x600-16,7M colores idem

16 colores = 4 bits.
256 colores = 8 bits.
64k = 65.536 colores = 16 bits
16,7 M = 16.777.216 colores = 24 bits.

En cuanto a la programación en 3D, en un inicio, prácticamente cada fabricante utilizaba su propia API, que es algo así como el "lenguaje" a utilizar para que los programas se comuniquen con el hardware.

Actualmente sólo sobreviven 3:

Glide, que es la propia de las tarjetas Voodoo de 3dfx y que consiguió imponerse a las demás gracias a la aceptación de estos chips por su elevado rendimiento en comparación con otras soluciones.

Direct3D, que es parte de las DirectX de Microsoft.

Open GL. Que es propiedad de Silicon Graphics y que hace ya mucho tiempo se utilizaba en las estaciones de trabajo de esta marca.

Parece que en un futuro cercano sólo sobrevivirá una de ellas, y ésta no será más que Direct3D, aunque eso sí, gracias a un acuerdo alcanzado con S.G. que permitirá fusionar totalmente ambas plataformas (de hecho en las DirectX 6 ya está presente gran parte del API OpenGL).

Glide tenderá a desaparecer, ya que es una solución que sólo se puede implementar en las tarjetas de 3dfx, y aunque durante mucho tiempo ha sido la reina, se puede decir que ahora ese honor debe compartirlo...

La tarjeta gráfica va a permitir que veamos todos los datos que nos muestre el ordenador. Dependiendo de la calidad de la misma disfrutaremos de mayores velocidades de refresco (para que la imagen no parpadee), mayor número de cuadros por segundo en los juegos, efectos tridimensionales o por el contrario, terminará doliéndonos la cabeza por ver como las ventanas del Windows dejan restos por la pantalla porque nuestra tarjeta no puede mostrar gráficos tan rápidamente.

Hasta hace poco, las tarjetas se conectaban a un slot PCI de nuestro ordenador, con lo que alcanzaban los 66 Mhz de velocidad, pero ahora tenemos el nuevo bus AGP (Accelerated Graphics Port) que en su especificación 1.0 da velocidades de 133 Mhz (AGP 1X) y de 266 Mhz (AGP 2X). Las placas base con chipset 440 LX o BX llevan un bus AGP 1.0, al igual que las placas con chipset VIA VP-3 o MVP-3 para socket 7. Con la aparición de los próximos chipsets de Intel, los 810 y 820, llegaremos al AGP 4X.

Componentes

Si abrimos el ordenador y sacamos la tarjeta gráfica, veremos que en su superficie hay una serie de componentes que hacen que funcione (menos cuando se quema, claro). Evidentemente, la mejor tarjeta es la que tiene buenos todos sus componentes, pero dependiendo del uso que le vayamos a dar habrá que elegir unas marcas u otras. Aquí está la tan ansiada lista de componentes:

· El procesador: El componente básico de la tarjeta. Se va a encargar de procesar (parece acorde con el nombre) la información que le llega y convertirla en imágenes. Hay muchas marcas y modelos de procesadores pero se encontrara una lista de los más frecuentes en chipsets. Actualmente, los procesadores asumen la responsabilidad de manejar los gráficos en dos (y muchas veces en tres) dimensiones, la aceleración de vídeo, liberando así al procesador para otros cometidos. Pero lo más importante es que la calidad de nuestra tarjeta no sólo depende de este chip, porque el resto de los componentes también cuenta .

· La memoria: A diferencia de lo que pasa con la memoria que usa el procesador del sistema (Pentium , K6, etc.), más memoria no significa más velocidad necesariamente. Hoy en día , todas las tarjetas gráficas tienen procesadores de 64 o de 128 bits, pero sólo trabajan en 64 bits cuando tienen 2 Mb de RAM . El ejemplo más típico es el de las tarjetas con chip S3 Trio 64 V (ver luego en chipsets) , uno de los más populares, que se suele entregar con 1 Mb de RAM. Bueno, pues con otro mega más el rendimiento de la tarjeta sube entre un 25 (para 256 colores) y un 600 % (para 16 millones de colores). Si se quiere aceleración 3D, se debera saber que la tarjeta sólo acelerará las texturas si dispone de 4 Mb de RAM. Con sólo dos, no se podra más que notar aceleración en el dibujado de polígonos, lo cual no es mucho.

Además hay diversos tipos de memoria para tarjeta gráfica que podrán estar o no soportados por nuestro procesador:

1. EDO RAM: Idéntica a la que se describe en la página de la memoria RAM. Es la más lenta, pero con un procesador rápido esto da igual. Sólo tiene un puerto de entrada/salida de comunicación con el procesador por lo que en un momento determinado sólo puede mandar
o recibir datos.

2. SDRAM: Es igual que la que aparecía en la página ya mencionada. También es de un sólo puerto, pero es un 40 % más rápida que la anterior .

3. SGRAM (Synchronous Graphics RAM): Es una memoria de tipo SDRAM optimizada para gráficos por lo que da un rendimiento algo mejor (5-10%) que la anterior. También es de un sólo puerto.

4. VRAM (Vídeo RAM): Tiene un puerto de entrada y otro de salida, por lo que la tarjeta puede estar enviando y recibiendo al mismo tiempo . Esto la hace idónea para trabajar con muchos colores (a más colores, más memoria necesitada), pero también es más cara que la memoria EDO.

5. WRAM: También dispone de doble puerto pero es un 25 % más rápido que la VRAM , porque dispone de funciones de aceleración en operaciones de relleno de bloques lo que la hace óptima para manejar entornos gráficos basados en ventanas (La W es por Windows).

6. El RAMDAC . Son las siglas de Random Access Memory Digital to Analog Converter (Convertidor Digital a Analógico de Memoria de Acceso Aleatorio). Este chip sirve para realizar la conversión de los datos digitales del color de cada punto a componentes analógicos de rojo, verde y azul (RGB: red, green, blue) para ser enviados al monitor. Para saber lo rápido que es, debemos mirar el ancho de banda del RAMDAC, que se mide en megahercios (igual que la velocidad del procesador) y que viene dado aproximadamente por esta fórmula:
Ancho de banda = Pixels en x * Pixels en y * Frecuencia de refresco * 1´5

Por lo tanto, un RAMDAC lento hará que la pantalla no se refresque suficientemente rápido, produciendo parpadeo y cansando nuestra vista. Hoy en día, podemos encontrar RAMDAC de hasta 300 MHz.

7. Feature Connector: No lo llevan todas las tarjetas y es un conector mediante el que podemos instalar sobre nuestra tarjeta módulos para reproducir MPEG-1 y 2, sintonizador de televisión, capturador de vídeo, etc.

Además, aquí se tiene una tabla de la cantidad de memoria necesaria para mostrar en pantalla los colores y resoluciones que se querran, junto con el tamaño de monitor recomendado para verlo.

Resolución 1 Mb  2 Mb 4 Mb Tamaño Monitor
1600x1200 -- 256 65.536 21"
1280x1024 16 256 16´7 millones 19/21"
1152x882 256 65.536 16´7 millones 19/21"
1024x768 256 65.536 16´7 millones 17"
800x600 65.536 16´7 millones 16´7 millones  15"
640x480 16´7 millones 16´7 millones 16´7 millones 13/14"

 

En realidad el ojo humano no puede distinguir 16´7 millones de colores pero es sólo una cifra que indica el número de bits que estamos manejando. Por ejemplo, para 65.536 necesitaremos 16 bits (2 elevado a 16 es 65.536) . También podemos tener imágenes en 32 bits: 24 bits para los 16´7 millones de color y otros 8 para el canal alfa (para las transparencias). Pero apenas se percibe el cambio de 16 a 24 bits más que en una diferencia de velocidad en el refresco de los gráficos si nuestro equipo va justito.

Tener más de 4 MB casi no merece la pena para trabajar en 2D, pero es muy útil para los juegos, porque así podremos meter más gráficos simultáneamente en la tarjeta y se verán mejor.

Es recomendable que compremos una tarjeta gráfica "de marca" porque dispondremos de programas de calidad para que la tarjeta funcione bajo cualquier sistema operativo con eficacia y acceso a las actualizaciones vía Internet. Por lo tanto, no se deba mirar sólo el procesador, porque el resto de los elementos también influyen y una tarjeta desconocida, si no tiene los programas adecuados no nos servirá de nada.

 

Medición del rendimiento

La medición del rendimiento de una tarjeta se debe realizar mediante programas que testeen la capacidad de la misma en áreas como DOS, Windows, Vídeo y 3D.

DOS: El rendimiento aquí se suele medir por el programa Chris Dial´s 3D Bench, que en realidad está basado en pruebas bajo VGA (320x200 y 320x400) y Super VGA (mayores resoluciones). También se suelen usar como medida algunos juegos como el Quake o Descent en versiones que no estén diseñadas específicamente para la tarjeta.

Windows: El estándar en medición bajo Windows es el Wintach, que mide el rendimiento de la tarjeta en tareas como procesamiento de textos, dibujado de gráficos y relleno de polígonos . El programa funciona en Windows 3.1 y 95 . Hoy en día todas las tarjetas incluyen algún tipo de aceleración de ventanas y relleno de bloques .

Vídeo: Muchas tarjetas gráficas son capaces de mostrar vídeo a pantalla completa mediante software (también hay algunas que lo incorporan en el hardware) bien en formato MPEG o AVI mediante los correspondientes drivers para Windows. En este caso, para comparar diferentes tarjetas basta con poner el mismo vídeo en dos tarjetas diferentes y ver dónde hay mayor calidad de imagen y mayor número de fotogramas por segundo (en el cine son 24). La mayoría de las tarjetas modernas aceleran MPEG-2 por software, por lo que también se está convirtiendo en magnitud de medida. Y las de última generación tienen soporte para MPEG-2 por hardware.

3D:Todavía no está muy claro cómo medir el rendimiento en tres dimensiones de una tarjeta. Se suelen usar los test del Direct 3D, un conjunto de librerías incluidas con las Direct X para medir el rellenado de polígonos y el dibujado de los mismos, pero no es algo muy fiable porque muchas tarjetas tienen drivers optimizados para estos tests que luego fallan en otras cosas. Bastante gente usa juegos para medir el rendimiento de la tarjeta (sin variar los demás elementos del sistema). Pero mayor información daremos sobre este tema en la parte de 3D. No sólo hay que mirar la cantidad de imágenes (frames) por segundo, sino también la calidad de imagen que nos da la tarjeta. Generalmente, cuantas más funciones 3D acelere la tarjeta, mejor calidad de imagen tendrá.

Chipsets

Aquí hay una tabla con la mayoría de chips del mercado. Cuantos más asteriscos tenga en una cosa, mejor.

Nombre del chip RAMDAC (Mhz) Memoria máxima y tipo Bus Aceleración 2D Aceleración 3D (velocidad) Funciones 3D aceleradas
135 4 Mb EDO PCI  No *** ***
3Dfx Voodoo2 135 12 Mb EDO PCI  No **** ***
3Dfx Voodoo3 250-300 32 Mb SGRAM PCI/AGP **** ***** ****
3Dfx Voodoo Rush (1) 203 8 Mb EDO PCI/AGP *** ** ***
3Dfx Banshee 250 16 Mb SGRAM AGP 1x **** **** ***
3D Labs Permedia 2 230 8 Mb SGRAM o SDRAM PCI/AGP 2X **** *** ***
ATI 3D Rage II+ 170 8 Mb EDO, SGRAM o SDRAM PCI *** * ***
ATI Rage Pro 230 8 Mb SGRAM PCI/AGP 2X **** *** ***
ATI Rage 128 250 16-32 Mb SGRAM PCI/AGP 2X ***** **** *****
Glaze 3D ??? 64 Mb RambusRAM AGP 2X ??? ***** *****
Imagine 128 II 220 8 Mb EDO o VRAM PCI *** * *
Intel i740 203 8 Mb SGRAM AGP 2X **** *** ****
Matrox MGA-1064SG/1164SG 170/220 8 Mb SGRAM PCI **** *** **
Matrox MGA-2064W/2164W 220/250 8/16 Mb WRAM PCI/AGP **** */*** */**
Matrox G100 250 16 Mb SGRAM AGP **** No No
Matrox G200 220 (Mystique), 250 (Millenium) 16 Mb SGRAM AGP 2X **** **** ****
NEC Power VR 135 4 Mb SDRAM PCI No ** **
NEC Power PCX2 170  4 Mb SDRAM PCI No *** ***
NEC Power VRSG 250 32 Mb SGRAM AGP 2X **** **** ****
Rendition V1000 170 4 Mb EDO PCI *** ** **
Rendition V2100 170 4 Mb SGRAM PCI *** *** ***
Rendition V2200 230 16 Mb SGRAM PCI *** *** ***
Riva 128 230 4 Mb SGRAM PCI/AGP **** *** ***
Riva 128 ZX  230 8 Mb SGRAM AGP 2X **** *** ***
Riva TNT 250 16 Mb SGRAM PCI/AGP 2X **** **** ****
Riva TNT 2 300 8-32 Mb SGRAM o SDRAM AGP 4X ***** ***** *****
S3 Savage 250 16 Mb SGRAM AGP 2X **** **** ****
S3 Trio 64V+ 135 2 Mb EDO PCI ** No No
S3 Virge 135 4 Mb EDO PCI ** * ***
S3 Virge GX/DX 170 4 Mb SGRAM/EDO PCI ** * ***
S3 Virge GX-2 170 4 Mb SGRAM AGP *** ** ***
S3 Virge VX 220 4 Mb VRAM PCI *** * ***
Ticket to Ride 220 8 Mb EDO/SGRAM PCI/AGP **** ** ***
Trident 3DImage 975 170 4 Mb SGRAM PCI *** ** ***
Tseng Labs ET6000 135 2 Mb MDRAM PCI *** No No
Tseng  

 

Fabricantes y conclusiones

Si lo que se quiere es trabajar, cualquier tarjeta con 4 MB vale perfectamente siempre que tenga un RAMDAC de 200 o más Mhz, para que no se te canse la vista demasiado a altas resoluciones.

Para programas de gráficos 3D, necesitarás una tarjeta compatible OpenGL, y las mejores ahora son las Riva TNT (superadas próximamente por las Riva TNT 2) y las Permedia 2 (aunque pronto saldrá el Permedia 3). Las Banshee tienen un soporte OpenGL peor y por ello no son recomendables.

Para jugar, sólo valen dos tarjetas: las Riva TNT (y TNT 2) y las Voodoo 2 (y próximamente 3). Las dos son buenas. Las Riva rendirán en 32 bits (más colores), pero no tienen soporte Glide, cosa que sí tienen las Voodoo. Las Banshee son una solución decente, porque rendirán en 16 bits y soportan Glide, pero no tienen doble motor de texturas, cosa que si tienen las Voodoo 2 y 3 y las TNT y TNT 2.
Las ATI Rage 128 son muy parecidas a las TNT, pero más caras

 

Soporte de software

Evidentemente una tarjeta aceleradora 3D, no sirve de nada si no hay software que la utilice. Todas las tarjetas tienen un modo propio para que se las pueda programar: las Mystique tienen el modo MSI y las tarjetas con chipset Voodoo tienen el 3Dfx's Glide.

Pero, además hay otras formas de programarlas mediante la utilización de las API o Apliccation Programming Interface (Interfase para programación de aplicaciones) que son unas herramientas de programación digamos que estándar.

En realidad, si programamos un juego usando una API concreta, cualquier acelerador 3D que soporte esa API funcionará perfectamente. El problema es que no todas las tarjetas soportan todas las API. El estándar bajo Windows 95 es el Direct 3D, y actualmente todas las tarjetas con aceleración 3D lo soportan. Por lo tanto, cualquier juego en 3D que use Direct 3D se verá acelerado con una de estas tarjetas.

Otra API es OpenGL, unas librerías de programación creadas por Silicon Graphics para sus estaciones gráficas. Cada vez más tarjetas (ATI, Voodoo, Millenium, Hercules, etc.) soportan esta API, utilizada por programas como Lightwave, Softimage o la impresionante versión de Quake, GLQuake (que usa el motor mini-GL). Estas dos API's tienen defensores y detractores, pero cada una es mejor para cosas diferentes. Otras API son Criterion's Renderware, Argonaut's BRender, QuickDraw 3D Rave, Intel's 3DR y Speedy CGL.

Evidentemente la tarjeta que compremos debe soportar las API que necesitemos. Sería tonto comprar una que no tenga controladores para OpenGL si vamos a usar el Lightwave.

Terminología 3D

Con la aparición de estas tarjetas gráficas, ha surgido todo un nuevo vocabulario. Aquí se tiene una lista de los términos que suelen aparecer en la propaganda de una tarjeta 3D, pero se podra ver una lista más detallada en Meristation, en la sección de Hardware, en un artículo titulado "La guía 3D", hecho por un servidor y otro colega del GUI.


3D API
. Ya mencionadas antes, las API son colecciones de rutinas, un "libro de recetas", para escribir un programa que soporte un tipo de hardware o un sistema operativo determinados. Una API 3D permite a un programador crear software 3D que automáticamente haga uso de toda la capacidad de un acelerador 3D. La programación directa del chip de la tarjeta puede ser muy diferente incluso entre modelos de la misma marca, por lo que esto facilita las cosas.


Bump Mapping.
Consiste en darle una textura de rugosidad a un objeto. Los colores cercanos al negro se convertirán en hendiduras y los cercanos al blanco, serán protuberancias. Aquí hay un ejemplo para ver cómo aumenta la calidad de imagen.

Canal alfa (Alpha Blending). Es una técnica que permite crear objetos transparentes. Normalmente, un píxel que aparece en pantalla tiene valores de rojo, verde y azul. Si el escenario 3D permite usar un valor alfa para cada pixel, tenemos un canal alfa. Un objeto puede tener diferentes niveles de transparencia: por ejemplo, una ventana de cristal limpia tendría un nivel muy alto de transparencia (un valor alfa muy bajo), mientras que un cubo de gelatina podría tener un valor alfa medio. El Alpha Blending es el proceso de combinar dos objetos en pantalla teniendo en cuenta los valores alfa. Así sería posible tener un monstruo medio oculto tras un cubo de gelatina de fresa que estaría teñido de rojo y difuminado. Si la tarjeta soporta alpha blending por hardware, el programador no necesita usar una rutina por software más lenta para asegurarse de que los objetos transparentes se dibujan correctamente.

Niebla y difuminado de profundidad (Depth Cueing). La niebla hace que los límites del mundo virtual queden cubiertos por un halo. El Depth Cueing consiste en reducir el color y la intensidad de un objeto en función de la distancia al observador. Por ejemplo, una bola roja brillante se verá más oscura cuanto mas lejos.
Estas dos herramientas son útiles para determinar cómo se verá el horizonte. Permiten al programador crear un mundo 3D sin preocuparse de extenderlo infinitamente en todas direcciones o de que los objetos alejados aparezcan brillantes y confundan al observador ya que con estos efectos se difuminarán en la distancia. Además, así se consigue que los objetos no surjan de repente cuando te acercas a ellos.

Glow: le da un halo brillante a un punto de luz u objeto autoiluminado.

 

Hilite: Creo que es mejor que lo veáis:

Flare: Refracciones en la lente de la cámara.


Sombreado:Flat (Plano), Gouraud y Texture Mapping (Mapeado de texturas). La mayoría de objetos 3D están hechos de polígonos, que deben ser coloreados y rellenados de manera que no parezcan redes de alambre (wire frames).

El sombreado Flat (plano) es el método más sencillo y rápido y consiste en que cada polígono se rellena de un color uniforme.Esto da resultados poco realistas pero es el mejor para paisajes rápidos donde la velocidad es más importante que el detalle. El sombreado Gouraud es ligeramente mejor.

Cada punto del polígono tiene un umbral asignado y se dibuja un degradado de color sobre el polígono, creando un efecto de sombreado según la luz definida en la escena. Por ejemplo, un polígono podría ser coloreado con un degradado del rojo brillante al rojo oscuro.

También está el sombreado Phong que consiste en que además de que el objeto tenga sombra (como el Gouraud) proyecta su sombra sobre los demás objetos de la escena. De momento este sombreado se hace mediante software.

El mapeado de texturas es el método más realista de dibujar un objeto, y el tipo que los juegos más modernos requieren. Un dibujo o foto digitalizada se pega al polígono (se mapea según el argot). Esto permitiría ver el dibujo de unos neumáticos o la pegatina de la bandera que lleva un avión. Este mapeado se puede hacer con animaciones o videos además de con imágenes estáticas.

Corrección de perspectiva. Este proceso es necesario para que los objetos mapeados parezcan realistas. Se trata de un calculo matemático que asegura que una textura converge correctamente en las partes de un objeto que están más alejadas del observador.

Esta tarea requiere un uso extensivo del procesador, así que es vital que un acelerador 3D ofrezca esta característica para conservar el realismo. Aquí se puede ver una imagen sin corrección de perspectiva; mirar en las rejillas de los lados y cómo ondulan. Lo mismo pasa con el techo y el suelo.

Filtrado bilineal y trilineal. Estos dos métodos se emplean para el mapeado de texturas. El filtrado bilineal, dicho un poco por encima, pone una textura a un píxel con una media de las imágenes de los pixels que lo rodean en el eje X e Y. Sin esta técnica, cada píxel tendría la misma textura que los de alrededor.

Esto es lo que pasa en Doom cuando te acercas a los monstruos, que se convierten en amasijos de píxels. El filtrado trilineal es más sofisticado, además de hacer el bilineal con las texturas, hace interpolación entre dos texturas empleadas para diferentes distancias, por lo que el cambio de una a otra es mucho más suave.

Filtrado anisotrópico. Cuando un chip hace un filtrado trilineal, lo hace de toda la escena que tiene que rendir. El filtrado anisotrópico, sólo lo hace de los objetos que vayan a ser visibles, por lo que permite escenas más complejas sin pérdida de velocidad.

MIP-mapping (mapeado MIP). Esta técnica de mapeado de texturas usa múltiples versiones de cada mapa de texturas, cada uno a diferente nivel de detalle. Cuando el objeto se acerca o se aleja del observador, el mapa apropiado se aplica. Esto hace que los objetos tengan un alto grado de realismo y acelera el tiempo de proceso, permitiendo al programa mapear de forma más simple (con mapas menos detallados) cuando los objetos se alejan. MIP proviene del latín Multi in Parvum (muchos en poco).

Z-buffering. Es una técnica para eliminar superficies ocultas, para que objetos detrás de otros no se muestren. Hacer esto por hardware, libera a las aplicaciones de software de tener que calcular el complejo algoritmo "hidden surface removal" (eliminación de superficies ocultas).

El acelerador gráfico

La primera solución que se encontró para aumentar la velocidad de proceso de los gráficos consistió en proveer a la placa de un circuito especial denominado acelerador gráfico. El acelerador gráfico se encarga de realizar una serie de funciones relacionadas con la presentación de gráficos en la pantalla, que de otro modo, tendría que realizar el procesador. De esta manera, le quita tareas de encima a este último, y así se puede dedicar casi exclusivamente al proceso de datos.

El coprocesador gráfico:

Posteriormente, para lograr una mayor velocidad se comenzaron a instalar en las placas de video otros circuitos especializados en el proceso de comandos gráficos, llamados coprocesadores gráficos. Se encuentran especializados en la ejecución de una serie de instrucciones específicas de generación de gráficos. En muchas ocasiones el coprocesador se encarga de la gestión del mouse y de las operaciones tales como la realización de ampliaciones de pantalla.

Aceleradores gráficos 3D:

Los gráficos en tres dimensiones son una representación gráfica de una escena o un objeto a lo largo de tres ejes de referencia, X, Y, Z, que marcan el ancho, el alto y la profundidad de ese gráfico. Para manejar un gráfico tridimensional, éste se divide en una serie de puntos o vértices, en forma de coordenadas, que se almacenan en la memoria RAM. Para que ese objeto pueda ser dibujado en un monitor de tan sólo dos dimensiones (ancho y alto), debe pasar por un proceso que se llama renderización.
La renderización se encarga de modelar los pixeles (puntos), dependiendo de su posición en el espacio y su tamaño. También rellena el objeto, que previamente ha sido almacenado como un conjunto de vértices. Para llevar a cabo ésta tarea, se agrupan los vértices de tres en tres, hasta transformar el objeto en un conjunto de triángulos. Estos procesos son llevados a cabo entre el microprocesador y el acelerador gráfico. Normalmente, el microprocesador se encarga del procesamiento geométrico, mientras que el acelerador gráfico del rendering. En pocas palabras, el microprocesador genera el objeto, y el acelerador gráfico lo "pinta". El gran problema que enfrenta el microprocesador es que al construir los objetos 3D a base de polígonos, cuanto más curvados e irregulares se tornan los bordes del objeto, mayor es la cantidad de polígonos que se necesitan para aproximarse a su contextura. El problema es aún peor si además dicho objeto debe moverse, con lo cuál hay que generarlo varias decenas de veces en un lapso de pocos segundos.

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