Аппараттық жалақау (аппараттық қабаттама)

Кіріспе

Бейне жапсырмасының түрі

Информатикада аппараттық жапсырма – бейне жапсырмасының бір түрі болып табылады және компьютерлік бейне жабдығының ішіндегі арнайы жад буферін пайдаланып, бейнені дисплей экранына шығару әдісін қамтамасыз етеді. Бұл техника жылдам қозғалатын бейнелерді – мысалы, компьютерлік ойындарды, DVD-лерді немесе телекартадан келетін сигналды көрсетуді жақсартуға бағытталған. 1998 жылдан бері шығарылған көптеген бейнекарталар мен медиаплеерлер аппараттық жапсырманы қолдайды. Жапсырма – бұл арнайы буфер, онда бір қолданба (әдетте бейне) басқа қолданбалардың кесіп тастау және бір-бірін жабуын тексеруге байланысты маңызды өнімділік шығындары болмай көрсете алады. Фреймбуферде GPU арқылы өтпей-ақ буфердің мазмұнын импорттау және көрсетуге аппараттық қолдау бар.

Экраннан түсірілген суреттер

Жабдықтық жапсырманы пайдалану салдарынан, скриншот бағдарламасы (мысалы, пайдаланушы PrtSc пернесін басқанда автоматты түрде іске қосылатын Windows-қа кіріктірілген бағдарлама) көбінесе жабдықтық жапсырма терезесінде көрсетілетін мазмұнды түсірмейді. Оның орнына, тек арнайы маска түсі бар бос аймақ ғана түсіріледі. Себебі скриншот жасау режимі жапсырмаларға бөлінген арнайы бейне жады аймақтарын ескермейді – ол жай ғана бағдарламалық құралдың графикалық жүйесімен көрсетілген негізгі экранды түсіреді.

Екіншілік дисплейлер

Көптеген графикалық карталар бірден астам мониторды және/немесе теледидар экранын шығару құрылғылары ретінде қолдана алады. Әдетте, осы шығару құрылғыларының бірі "басты" құрылғы деп белгіленуі керек, және тек басты құрылғы ғана аппараттық жапсырмаларды (overlay) көрсетуге мүмкіндік береді. Бірақ, ерекшеліктер де бар: Intel компаниясы кіріктірілген графикалық драйверлеріне арналған жиі қойылатын сұрақтарда жапсырманы дисплейлердің біріне ғана, екеуіне бірдей емес, қосуға болатынын жазады (ескерту: Intel 945, G33, Q965 чипсеттері екі аппараттық жапсырманы қолдайды және тиісті бағдарламалық жасақтама орнатылғанда екінші мониторларда жақсы сапалы mpeg2 форматын көрсетуге қабілетті), сондай-ақ, кейбір жаңа Matrox графикалық карталары екі дисплейде де жапсырманы қолдайды (мысалы, Parhelia сериясы). Екінші дисплейлерге аппараттық және драйверлік қолдау қажет; кейбір графикалық карталар екінші дисплейде жапсырманы қолдаса, олардың драйверлері оны әлі қолдамауы мүмкін (ескерту: графикалық чипсет драйверлерінің қателіктері mpeg2 форматынан басқа көптеген бейне форматтарының екі мониторда да жұмыс істеуіне себеп болуы мүмкін, ал mpeg2 көбінесе тек басты дисплейде ғана жұмыс істейді). Кейбір пайдаланушылар DVD фильмдері ноутбук экранында дұрыс көрсетілгенін, бірақ ноутбукқа қосылған теледидарда көрсетілмейтінін айтады; мұндай жағдайларда теледидарды басты дисплей ретінде белгілеуге болады. Кейде медиаплеерде аппараттық жапсырмаларды қолдануды өшіру қажет болуы мүмкін. Дегенмен, кейбір графикалық карталарда аппараттық жапсырманы толығымен теледидар экранына бағыттау опциясы бар. Осы жағдайда, DVD-плеерді басты экранда іске қоссаңыз, бейне қосылған теледидар экранында көрсетіледі.

Түрлі операциялық жүйелерде іске асыру

Windows Vista-ның күшейтілген графикалық мүмкіндіктері, жүйеде іске қосылған әрбір қолданба терезесі үшін негізгі аппараттық жапсырма тұжырымдамасын толыққанды аппараттық композициямен алмастырады, бұл тек фильм ойнатқыштар немесе ойындар үшін ғана емес, сонымен қатар Үстел терезесі менеджері арқылы жүзеге асырылады. Mac OS X, Mac OS X 10.2 нұсқасына Quartz Extreme енгізілгеннен бері аппараттық композициялауды пайдаланып келеді. Орындалу жылдамдығын арттыру үшін, әрбір бағдарлама баяу графикалық жүйеге емес, өздерінің дербес жад буферіне салады. (Windows Vista-да әрбір аппараттық жапсырма Direct3D беті деп дұрыс аталады). Содан кейін жүйенің графикалық процессор (GPU) барлық терезелерді нақты уақытта біртұтас экранға жинақтайды. Қазіргі заманғы GPU-лардың (видео ойын индустриясының нәтижесінде) жоғары деңгейдегі 3D графиканы өңдеу мүмкіндігіне ие болуының арқасында, операциялық жүйелер қалыпты 2D терезелерге күрделі қозғалыс, масштабтау және жарық эффекттерін қолдана алады. Энергия тұтынуды азайту қажеттілігіне байланысты, Windows 7 жапсырмаларға шектеулі қолдауды, ал Windows 8.1 көп жазықтық жапсырмаларын қолдауды қосты. Көп жазықтық жапсырмалар Үстел терезесі менеджеріне үстелдің бөліктерін автоматты түрде жапсыруға мүмкіндік береді, бұл көп жағдайда энергияны үнемдеуге көмектеседі. X Window System, көптеген Unix операциялық жүйелерінің терезелік жүйесінде, XVideo кеңейтімдері бағдарламаларға аппараттық жапсырмаларды пайдалануға мүмкіндік береді. Композициялау да қолданылады, соның ішінде 2006 жылдан бері compiz және Beryl композициялық терезе менеджерлері ең танымал мысалдар болып табылады. Олар OpenGL-ді (glx кеңейтімдері арқылы) 3D және 2D жапсырма визуалды эффекттері үшін пайдалана алады. Metacity және xfwm сияқты басқа да іске асырулар 2004 жылдан бері қолжетімді. Кейбір арнайы аппараттық жапсырма құрылғылары операциялық жүйе ретінде Linux-ты пайдаланады, мысалы, Racelogic видеорегистраторы Texas Instruments DM355 микроконтроллерін графикалық элементтері бар кадрлық буферді тікелей бейне ағынымен біріктіру үшін пайдаланады, содан кейін нәтижені флэш-картаға MPEG 4 форматында сақтайды. Overlay қолдауы, яғни Сурет ішінде Сурет (PIP) мүмкіндігі, AmigaOS жүйесіне PC графикалық карталарымен бірге, Picasso96 және CyberGraphX графикалық драйверлер жүйелерімен, яғни ReTargetable Graphics, Picasso IV және Voodoo3 карталары үшін енгізілді, ал picasso’96 драйвер жүйесі AmigaOS 3.5 стандарты болды. Moovid AmigaOS жүйесінде аппараттық жапсырманы (PIP) қолдаған алғашқы бейне ойнатқыштардың бірі болды.

Windows Vista's enhanced graphics capabilities replace the basic concept of hardware overlays with full hardware compositing for every application window running on the system, not just movie players or games, through the Desktop Window Manager. Mac OS X has used hardware compositing since the introduction of Quartz Extreme into Mac OS X 10.2. To improve performance, each program draws to its own independent memory buffer instead of to a slow graphical subsystem. (In Windows Vista, each hardware overlay is more correctly known as a Direct3D surface). Then the system's GPU assembles each of the windows into a single display screen in real time. With modern GPUs capable of advanced 3D graphics (as a consequence of the video game industry), operating systems can apply computationally intensive motion, scaling, and lighting effects to normal 2D windows. Due to a need to reduce power consumption, Windows 7 added back limited support for overlays, and Windows 8.1 added support for multi plane overlays. Multi plane overlays allow the Desktop Window Manager to automatically render portions of the desktop into overlays, saving power in more circumstances. In the X Window System, the windowing system of most Unix operating systems, the XVideo extension can allow applications to employ hardware overlays. Compositing is also used, with compiz and Beryl compositing window managers being the most prominent examples since 2006. They are able to take advantage of OpenGL (through glx extension) for 3D and 2D overlay visual effects. Other implementations like Metacity and xfwm have been available since 2004. Some dedicated hardware overlay devices use embedded Linux as an operating system, for example the video logger by Racelogic uses a Texas Instruments DM355 micro controller to blend a frame buffer containing graphics onto a live video feed, and then store the result in MPEG 4 format on a flash card. Overlay support aka Picture In Picture (PIP) was introduced to AmigaOS with the introduction of the PC graphic cards, Picasso96 and CyberGraphX graphic driver systems aka ReTargetable Graphics, for Picasso IV and Voodoo3 cards, picasso’96 driver system became standard in AmigaOS 3.5. Moovid was one of the first video players that supported hardware overlay (PIP) on AmigaOS.