Ahmed Abdelwahab
26-04-2013, 11:57
https://sphotos-b.xx.fbcdn.net/hphotos-snc6/165852_346260645449976_2022072296_n.jpg
بسم الله الرحمن الرحيم وبه نستعين...
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته أخواني زوار وأعضاء ومشرفي عرب هاردوير في كل مكان....
أما بعد ففي الفترة الأخيرة انتشرت الرسوميات القوية والبطاقات الحديثة وخصوصا بعد ظهور الأجيال الحديثة للبطاقات الرسومية والأجيال الحديثة لأجهزة الألعاب المنزلية والتي توعد بتطور أكثر في الرسوميات.....
بالطبع الكثير منا يسمع كثيرا عن مكتبة DX11 وغيرها من المكتبات التي يتم بناء رسوميات الألعاب عليها مثل OpenGL وغيرهم....وبالطبع نري مميزات هذه المكتبات في تقديم التقنيات الرسومية الجديدة مثل الترصيع والظلال والاضاءة.....الخ
لكن كثير منا قد يتسائل ماهو الترصيع وكيف يعمل أو ماهو AA (ممانع التعرج) أو ماهي الظلال وكيف تعمل وكيف تؤثر مثل هذه التقنيات علي أداء أي بطاقة رسومية حديثة....
والأجابة باذن الله وعونه وتوفيقه سأحاول أن أوفر جزء منها بصورة بسيطة في سلسلة من المواضيع تحت اسم التقنيات الرسومية ليتوفر للأعضاء صورة ولو بسيطة عن كيفية عمل هذه التقنيات وعن كيفية تأثيرها علي الأداء....
وقبل أن أبدأ أود أن أوجه تحية شكر وتقدير لأستاذنا الدكتور حميدو علي الرغم من عدم تواجده وتركه المنتدي لكن تظل أعماله مرجعا نتعلم منه جميعا.....أنا هنا أتكلم عن كتاب "كل ماتود معرفته عن البطاقات الرسومية"......فقد كان له فضل كبير في تبسيط المفاهيم بشكل كبير....فجزاه الله خيرا....
نبدأ علي بركة الله.....
درس اليوم هو عن دقة العرض....
دقّة العرض Resolution: هي أول ما يواجه المستخدم وهي أول ما يجذب انتباهه عند اختيار أي شاشة للحاسب....ذلك لأنها تتحكم مباشرة في دقة العرض علي الشاشة ،تتكون الشاشة من ملايين النقاط الضوئية الصغيرة ، وتسمّي Pixel ، كل Pixel أو نقطة هي عبارة عن ثلاثة مناطق صغيرة ملوّنة بالأحمر و الأزرق والأخضر .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-01.jpg
صورة حقيقة لكل نقطة Pixel من نقاط الشاشة ، وكل نقطة هي عبارة عن منطقة خضراء و حمراء وزرقاء ،عند الرغبة في تلوين النقطة بلون أحضر ، فان تفعيل المنطقة الخضراء فقط يكفي ، وعند الرغبة بتلوينها بلون أحمر ، فان تفعيل المنقطة الحمراء يكفي ، وكذا الأمر مع اللون الأزرق ،عند الرغبة في تلوين النقطة Pixel بلون يختلف عن الألون الثلاثة السابقة ، مثل اللون البنفسجي مثلا ، يتم تفعيل المناطق الثلاثة بشكل مختلف ، فمثلا يتم تفعيل المنطقة الزرقاء والحمراء معا.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Pixel_geometry_01_Pengo.jpg
(انقر لتكبير الصورة)
شكل النقطة أو Pixel الواحدة بل والوانها المستخدمة قد يختلف باختلاف نوع الشاشة مثل الصورة السابقة....سنجد أن توزيع الثلاثة الوان يختلف من نوع الي أخر...
تحتوي كل شاشة علي عدد محدد من هذه النقاط Pixels ، فالشاشة ذات حجم 17 بوصة ، تحوي حوالي مليون وثُلث المليون نقطة ، والشاشة ذات حجم 23 بوصة تحوي حوالي مليونين من النقاط ،مصطلح دقّة العرض Resolution يطلق علي عدد هذه النقاط في أي شاشة ، فشاشة بحجم 23 بوصة ، تستطيع عرض 2 مليون نفطة في لحظة واحدة ،بدلا من استخدام عدد النقاط ، يستخدم المهندسون أسلوب عدد النقاط العرضية في الشاشة X عدد النقاط الطولية ، كأن يقولوا مثلا أن دقة العرض علي الشاشة هي 1920X1080، بدلا من 2 مليون نقطة .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-02.png
صورة مبسّطة (للتمثيل) بدقة 100 نقطة أي 10X10 ، والصورة تمثّل رجلا يحمل حقيبة ،استخدام دقة عرض كبيرة في تشغيل الألعاب يعني استخدام عدد أكبر من الألوان ، هذا العدد الكبير يضغط علي ذاكرة بطاقة الرسوميات ، فكل لون واحد يحتل مساحة 4 بايت من الذاكرة ،العدد الكبير يضغط أيضا علي معالج بطاقة الرسوميات ، لأن مُهمته هي حساب الألوان التي تعرض علي الشاشة ، وكلما ازداد عدد الألوان المطلوب حسابها ، زاد العبأ علي المعالج الرسومي .
https://www.pixelmonkeys.org/images/mattkane.png
صورة لوجه بشري بدقة 480*480 أي أنها تتكون من 480 نقطة أو Pixel طولية وأخري عرضية ومن الواضح في الصورة تباين الألوان لكل Pixel لكن اذا زادت هذه النسبة أو لنقل العدد أو الدقة
فلن نستطيع تمييز النقاط وسيظهر الوجه بشكله الطبيعي...
اذا كان المستخدم يملك بطاقة رسومية ضعيفة ،(بمعالج رسومي ضعيف وذاكرة صغيرة) فان تقليل الدقة يُخفف الحمل علي البطاقة ،عند تقليل الدقُة تظهر مُشكلة جديدة ، وهي أن الدقُة الأقل تعني عدد نقاط Pixels أقلُ ، وبالتالي فهي تشغل مساحة أقلُ من الشاشة ،اذا كانت الشاشة بحجم 23 بوصة (بدّقة 1920X1080 أو 2 مليون نقطة) ، فان تشغيلها علي دقّة 960X540 يعني أن عدد النقاط المستخدم هو 1 مليون نقطة فقط من أصل 2 مليون ، وهذا يعني أن نصف الشاشة تقريبا يصبح شاغرا بدون استخدام .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-03.png
صورة بدائية ، بدقة 10X5 ، أي بدقة 50 نقطة Pixel فقط من اصل 100 نقطة ، والصورة تحتل منتصف الشاشة (السطور الحمراء والبُقع الخضراء) ، بينما تظل باقي أجزاء الشاشة خالية من الأعلي والأسفل (السطور السوداء).
يستخدم مصنّعي الشاشات حلّا مباشرا لهذه المشكلة ، فالدقة الأقل تحتوي علي 1 مليون نقطة ، والدقة الأعلي تحتوي علي 2 مليون نقطة ، اي الضعف ، وهنا يتم توسيع الدقة الأقل مرّتين لتتساوي مع الدقة الأعلي ،عملية التوسيع Stretch تتم بوضع لون كل نقطة من الدقّة الأقل علي نُقطتين من الدقّة الأعلي ، فمثلا باستخدام الدقة الأقل قٌمنا بتلوين نقطة واحدة باللون الأحمر ، اذن بعد توسيع الدقّة مرتين ، يحتلّ هذا اللون الأحمر نقطتين بدلا من نقطة واحدة ،ثُم يتم تطبيق هذه الطريقة علي بقية الألوان والنقاط ،اذن المليون نقطة أصبحت تشغل مكان مليونين ، وبهذا نستطيع تشغيل الدقة الأقل ذات المساحة الأقل في شكل دقة أكبر بمساحة أكبر .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-04.png
في بداية عملية التوسيع ، تقوم الشاشة بتقسيم الصورة الي أجزاء ، ثم توزيع هذه الأجزاء بالتساوي علي كل مساحة الشاشة ، فكل صفّ من صُفوف الصورة يتبعه الآن صف خالٍ و (النقاط البيضاء هي نقاط خالية تنتظر الملأ) .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-05.png
قامت الشاشة بملأ كل نقطة بيضاء باللون المجاور لها ، فاذا كان اللون أحمرا امتلأت بالأحمر ، واذا كان أخضرا امتلأت بالأخضر ..الخ .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-06.png
مثال آخر : صورة بدائية جديدة بدقة 10X5 (أي 50نقطة من أصل 100)، والسطور السوداء أعلي و أسفل الصورة هي سطور خالية ، (والصورة تحتوي علي 20 نقطة حمراء و 30 نقطة صفراء ).
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-07.png
عملية تقسيم وتوزيع الصورة ، كل صف من الصورة ، يتبعه صف خال (والنقاط البيضاء هي نقاط خالية تنتظر الملأ/التلوين) .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-08.png
تمّ استغلال النقاط الخالية في مضاعفة كل لون أحمر واصفر في الشاشة ، والشاشة الآن تحتوي علي 40 نقطة حمراء و 60 نقطة صفراء ،لكن هذه الطريقة غير دقيقة ، لأن عملية التوسيع نفسها لا تتّسم بالدقة ، ولا تتم طبقا لنظام محدد ، حيث يتم تلوين أي نقطتين بلون واحد ، وذلك دون الوضع في الاعتبار موقع النقاط في الشكل الأصلي ،حتي لو تمّت العملية وفق نظام محدد ، فلا شئ يضمن كون هذا النظام متناسبا مع كل الظروف والاحتمالات ، مما يعني تواجد نسب خطأ تغير من النتيجة النهائية ، أي تُشوّه من الصورة .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-09.png
تُصاب الشاشة بالحيرة ، هل تُضاعف النقطة الخضراء في الصف الخالي الأعلي ، أم الأسفل ؟!!
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-10.jpg
(https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-10.jpg)
مُقارنة بين صورتين ، الي اليمين اختارت الشاشة مُضاعفة النقطة في الصف العلوي ، والي اليسار اختارت مُضاعفة النقطة في الصف السفلي ، لاحظ الفارق بين الصورتين ، وبالذات في مواقع النقاط الخضراء بالنسبة لبعضها البعض وبالنسبة للنقاط الزرقاء ،والأسوأ من ذلك أن هذه الطريقة المباشرة لا تصلح في معظم الأحوال ، فالمستخدمين عادة ما يستخدمون دقّات لا تصلح لعملية التوسيع ، مثل دقة 1680X1050 مثلا ، والتي تحوي 1.6 مليون نقطة ، أي أن ربُع الشاشة تقريبا يصبح خاليا .
هنا يجب عمل توسيع لكل نقطة في الدقة الأقل الي واحد وربع 1.25 نقطة في الدقة الكاملة ، وهذا مستحيل بالطبع لأن النقاط لا تقبل الكسر الي نصف أو ثلُث أو رُبع ،هنا تضطر الشاشة الي تعويض النقاط الخالية بألوان وسطيّة ، فاذا قابلت الشاشة نقطة خالية بين نقطة حمراء وأخري صفراء ، فانها تعوّض النقطة الخالية بلون وسطي بين لون النقطتين ، أي بين الأحمر والأبيض ، والنتيجة هي لون برتقالي ،هذا اللون الجديد (البرتقالي) لم يكن من مكونات الصورة الأصلية ، ووجُوده يشوّه من شكل الصورة علي الفور.
تستخدم الشاشة طريقة اللون الوسطي في محاولة منها لتقليل الأخطاء الناتجة عن عملية المُضاعفة ، والتي قد تغير من شكل الصورة تماما ، أمّا طريقة اللون الوسطي فهي تضيف علي الصورة تشوهات و عيوب فقط ، لكنها تظل محتقظة بملامحها العامة .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-11.png
صورة بدائية أخري ، دقتها 10X6 ، أي 60 نقطة من أصل 100 ، ونُلاحظ هنا أن ثُلث الشاشة تقريبا خال .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-12.png
عملية التقسيم ، يُلاحظ أن العملية لم تتم بالتساوي هذه المرة ، فلا توجد صفوف خالية بين آخر صفّين من الصورة (الصفّين الأصفرين ) ، وهذا بسبب أن دقّة الصورة الأصلية غير قابلة للتقسيم بالتساوي .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-13.png
الصورة النهائية ، ويلاحظ الآتي :
أول ثلاثة صفوف (زرقاء) خالية من العيوب ،الصف الرابع يوجد به لون جديد ، وهو الأخضر الفاتح ، ذلك لأن الشاشة صنعته كلون وسطيّ بين الأزرق والأخضر،الصف الثامن (الثالث من أسفل) يوجد به لون جديد وهو البرتقالي الغامق ، وذلك لأن الشاشة صنعته كلون وسطيّ بين الأصفر والأخضر ،في النهاية ، ظلّت ملامح الصورة كما هي ، لكن أصابها بعض التشوّهات .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-14.png
صورة أخري ، بدقّة 60 نقطة.
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-15.png
عملية تقسيم الصورة لم تتم بالتساوي ، فلا توجد صفوف شاغرة بين آخر صفّين.
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-16.png
نُلاحظ ظهور لون جديد ، وهو اللون البرتقالي ، وتحديدا فيما بين اللون الأصفر والأحمر ، وملامح الصورة العامة ظلت كما هي ، لكن اللون الجديد اضفي عليها تشوّها ،اذن تشوّه الصور يحدث فورا عند استخدام دقة أقل من دقّة الشاشة الكاملة والتي تسمّي الدقة المحلّية Native Resolution ، والتشوّه يتمثّل في شكل بهتان ، أو عدم وضوح ، أو تلطّخ للصورة ، وسببه تلك الألوان الوسطية الغريبة التي يتم اضافتها بالاضافة الي عدم دقّة عملية التوسيع .
https://patriottruckleasing.com/body-images/Resolution_illustration.png
صورة لحرف R بدقات مختلفة وتوضيح الفارق بين كل دقة والأقل منها وكيف يحدث التشوه...
أرجو ملاحظة أن كل الصور بالأعلي هي صورة بسيطة للغاية ، والتشوهات التي بها بسيطة كذلك ، لكن مع زيادة تعقيد الصور ، ومع زيادة التفاصيل والألوان فيها ، فان التشوهات تصير أكثر وضوحا ، وتظهر عيوب الصورة أكثر ، لذا يتمكن المستخدمون عادة من تمييز الألعاب التي تعمل بدقّات منخفضة (عيوب أكثر )عن الألعاب التي تعمل بدقات عالية (عيوب أقل)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Super-resolution_example_closeup.png
صورة أخري أكثر تعقيدا توضح شكل التشوه في الصورة....
الشرح من موضوع الدكتور حميدو علي الصفحة الرئيسية مع اضافات بسيطة....من هنا (https://arabhardware.net/articles/hardware/graphics-cards-and-storage-devices/369-1-resolution.html)
دقة الشاشات Display Resolution:
مصطلح دقة الشاشة أو Display Resolution يطلق علي الشاشات ذات مصفوفات البكسل الثابتة fixed-pixel-array مثل شاشات.....
plasma display panels (https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_display) (PDPs), liquid crystal displays (https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal_display) (LCDs), digital light processing (https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_light_processing) (DLP) projectors
أي نوع من هذه الشاشات أو من تقنيات وتكنولوجيا مشابهة والتي تستخدم عدد النقاط أو البكسل الطولية في عددها العرضية مثل 1920*1080 مثلا....ولكن أي من هذه الشاشات أيضا وبسبب تصميمها ستحتاج الي معالج مخصص لمعالجة مدخلات الفيديو متعددة الأشكال من مصادر مختلفة ويسمي scaling engine....وهو معالج فيديو رقمي يحتوي علي memory array
ولكن بالنسبة للبث التلفزيوني فالموضوع يختلف قليلا حيث أن الدقة هنا لا تعبر عن عدد البكسل ولكن عن كثافة البكسل أو النقاط في الشاشة نفسها....والكثافة هي عدد النقاط لكل وحدة مساحة معينة....
aspect ratio (https://en.wikipedia.org/wiki/Aspect_ratio_%28image%29)
نسبة العرض الي الارتفاع وهي عبارة عن النسبة الحسابية بين الطول الي العرض حيث أن الشاشات لا تكون في الأغلب علي شكل مربع ولكن علي شكل مستطيل....
الدقات المشهورة لشاشات الحاسب:
https://geektyrant.com/storage/post-images/red4.jpg?__SQUARESPACE_CACHEVERSION=1271376393064
دقة DV وهي دقة 720X480....
دقة HD....وتسمي أيضا High Definition (720p) وهي دقة 1360×768 (1044k) أو 1366×768 (1049k) وتعمل علي Aspect Ratio 16:9....
دقةSXGA (https://en.wikipedia.org/wiki/SXGA%2B) ....وتسمي أيضا (Super Extended Graphics Array PLUS) وهي دقة 1400×1050 (1470k) وتعمل علي Aspect Ratio 4:3....
دقة WXGA+ (https://en.wikipedia.org/wiki/WXGA%2B) (WSXGA (https://en.wikipedia.org/wiki/WSXGA)) ....وتسمي أيضا (Widescreen Extended Graphics Array PLUS) وهي دقة 1400×900 (1296k) وتعمل علي Aspect Ratio 16:10....
دقة HD+....وتسمي أيضا High Definition Plus (900p) وهي دقة 1600×900 (1440k)وتعمل علي Aspect Ratio 16:9....
دقة Full HD أو Full High Definition (1080p) وهي الأكثر انتشارا بين اللاعبين حيث توفر الدقة الأمثل لجودة الصورة وهي دقة 1920×1080 (2073k) ومعدل الطول الي العرض 16:9 أيضا.....
دقة 2K أو DLP Cinema Technology وهي الدقة 2048×1080 (2212k).....
دقة 4K أو DLP Cinema Technology وهي دقة 4096×2160 (8847k).....
الأداء؟؟......
اذن كيف تؤثر الدقة علي الأداء؟؟....
تم الاختبار علي بطاقة HD 7870 Tahiti LE من شركة AMD مع تعريف 12.11Beta مع لعبة Max Payne والتي تضغط بشكل كبير علي الذاكرة الرسومية....جميع الاعدادات واحدة وفقط الدقة اختلفت وكانت النتائج كالأتي
https://tpucdn.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/images/maxpayne3_1680_1050.gifhttps://tpucdn.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/images/maxpayne3_1280_800.gif
https://tpucdn.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/images/maxpayne3_1920_1200.gif
لذا كما نري أن أداء البطاقة يقل في كل مرة بشكل كبير جدا حوالي 30-40% مع نفس الاعدادات المستخدمة
وهذا يجعلنا نحتاج الي ذاكرة أكبر كلما زادت الدقة كما ذكرنا لأن البطاقة تحتاج الي تخزين كم أكبر من الألوان ونقلها الي الذكرة كلما زادت الدقة....
هكذا نكون قد انتهينا من الحلقة الأولي وهي دقة الشاشة وعرفنا كيف تعمل وما فائدتها وأنواعها وتأثيرها علي الأداء العام في الألعاب....
ونلقائكم باذن الله في الحلقة القادمة وهي عن ممانع التعرج أو Antialiasing....ماهو وما أنواعه وكيف يعمل؟؟ وما تأثيره علي الأداء؟؟....
و برجاء اذا تم نقل الموضوع ذكر المصدر وهو منتديات عرب هاردوير
المصادر
https://www.techpowerup.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/5.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Display_resolution
https://arabhardware.net/articles/hardware/graphics-cards-and-storage-devices/369-1-resolution.html
بسم الله الرحمن الرحيم وبه نستعين...
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته أخواني زوار وأعضاء ومشرفي عرب هاردوير في كل مكان....
أما بعد ففي الفترة الأخيرة انتشرت الرسوميات القوية والبطاقات الحديثة وخصوصا بعد ظهور الأجيال الحديثة للبطاقات الرسومية والأجيال الحديثة لأجهزة الألعاب المنزلية والتي توعد بتطور أكثر في الرسوميات.....
بالطبع الكثير منا يسمع كثيرا عن مكتبة DX11 وغيرها من المكتبات التي يتم بناء رسوميات الألعاب عليها مثل OpenGL وغيرهم....وبالطبع نري مميزات هذه المكتبات في تقديم التقنيات الرسومية الجديدة مثل الترصيع والظلال والاضاءة.....الخ
لكن كثير منا قد يتسائل ماهو الترصيع وكيف يعمل أو ماهو AA (ممانع التعرج) أو ماهي الظلال وكيف تعمل وكيف تؤثر مثل هذه التقنيات علي أداء أي بطاقة رسومية حديثة....
والأجابة باذن الله وعونه وتوفيقه سأحاول أن أوفر جزء منها بصورة بسيطة في سلسلة من المواضيع تحت اسم التقنيات الرسومية ليتوفر للأعضاء صورة ولو بسيطة عن كيفية عمل هذه التقنيات وعن كيفية تأثيرها علي الأداء....
وقبل أن أبدأ أود أن أوجه تحية شكر وتقدير لأستاذنا الدكتور حميدو علي الرغم من عدم تواجده وتركه المنتدي لكن تظل أعماله مرجعا نتعلم منه جميعا.....أنا هنا أتكلم عن كتاب "كل ماتود معرفته عن البطاقات الرسومية"......فقد كان له فضل كبير في تبسيط المفاهيم بشكل كبير....فجزاه الله خيرا....
نبدأ علي بركة الله.....
درس اليوم هو عن دقة العرض....
دقّة العرض Resolution: هي أول ما يواجه المستخدم وهي أول ما يجذب انتباهه عند اختيار أي شاشة للحاسب....ذلك لأنها تتحكم مباشرة في دقة العرض علي الشاشة ،تتكون الشاشة من ملايين النقاط الضوئية الصغيرة ، وتسمّي Pixel ، كل Pixel أو نقطة هي عبارة عن ثلاثة مناطق صغيرة ملوّنة بالأحمر و الأزرق والأخضر .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-01.jpg
صورة حقيقة لكل نقطة Pixel من نقاط الشاشة ، وكل نقطة هي عبارة عن منطقة خضراء و حمراء وزرقاء ،عند الرغبة في تلوين النقطة بلون أحضر ، فان تفعيل المنطقة الخضراء فقط يكفي ، وعند الرغبة بتلوينها بلون أحمر ، فان تفعيل المنقطة الحمراء يكفي ، وكذا الأمر مع اللون الأزرق ،عند الرغبة في تلوين النقطة Pixel بلون يختلف عن الألون الثلاثة السابقة ، مثل اللون البنفسجي مثلا ، يتم تفعيل المناطق الثلاثة بشكل مختلف ، فمثلا يتم تفعيل المنطقة الزرقاء والحمراء معا.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Pixel_geometry_01_Pengo.jpg
(انقر لتكبير الصورة)
شكل النقطة أو Pixel الواحدة بل والوانها المستخدمة قد يختلف باختلاف نوع الشاشة مثل الصورة السابقة....سنجد أن توزيع الثلاثة الوان يختلف من نوع الي أخر...
تحتوي كل شاشة علي عدد محدد من هذه النقاط Pixels ، فالشاشة ذات حجم 17 بوصة ، تحوي حوالي مليون وثُلث المليون نقطة ، والشاشة ذات حجم 23 بوصة تحوي حوالي مليونين من النقاط ،مصطلح دقّة العرض Resolution يطلق علي عدد هذه النقاط في أي شاشة ، فشاشة بحجم 23 بوصة ، تستطيع عرض 2 مليون نفطة في لحظة واحدة ،بدلا من استخدام عدد النقاط ، يستخدم المهندسون أسلوب عدد النقاط العرضية في الشاشة X عدد النقاط الطولية ، كأن يقولوا مثلا أن دقة العرض علي الشاشة هي 1920X1080، بدلا من 2 مليون نقطة .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-02.png
صورة مبسّطة (للتمثيل) بدقة 100 نقطة أي 10X10 ، والصورة تمثّل رجلا يحمل حقيبة ،استخدام دقة عرض كبيرة في تشغيل الألعاب يعني استخدام عدد أكبر من الألوان ، هذا العدد الكبير يضغط علي ذاكرة بطاقة الرسوميات ، فكل لون واحد يحتل مساحة 4 بايت من الذاكرة ،العدد الكبير يضغط أيضا علي معالج بطاقة الرسوميات ، لأن مُهمته هي حساب الألوان التي تعرض علي الشاشة ، وكلما ازداد عدد الألوان المطلوب حسابها ، زاد العبأ علي المعالج الرسومي .
https://www.pixelmonkeys.org/images/mattkane.png
صورة لوجه بشري بدقة 480*480 أي أنها تتكون من 480 نقطة أو Pixel طولية وأخري عرضية ومن الواضح في الصورة تباين الألوان لكل Pixel لكن اذا زادت هذه النسبة أو لنقل العدد أو الدقة
فلن نستطيع تمييز النقاط وسيظهر الوجه بشكله الطبيعي...
اذا كان المستخدم يملك بطاقة رسومية ضعيفة ،(بمعالج رسومي ضعيف وذاكرة صغيرة) فان تقليل الدقة يُخفف الحمل علي البطاقة ،عند تقليل الدقُة تظهر مُشكلة جديدة ، وهي أن الدقُة الأقل تعني عدد نقاط Pixels أقلُ ، وبالتالي فهي تشغل مساحة أقلُ من الشاشة ،اذا كانت الشاشة بحجم 23 بوصة (بدّقة 1920X1080 أو 2 مليون نقطة) ، فان تشغيلها علي دقّة 960X540 يعني أن عدد النقاط المستخدم هو 1 مليون نقطة فقط من أصل 2 مليون ، وهذا يعني أن نصف الشاشة تقريبا يصبح شاغرا بدون استخدام .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-03.png
صورة بدائية ، بدقة 10X5 ، أي بدقة 50 نقطة Pixel فقط من اصل 100 نقطة ، والصورة تحتل منتصف الشاشة (السطور الحمراء والبُقع الخضراء) ، بينما تظل باقي أجزاء الشاشة خالية من الأعلي والأسفل (السطور السوداء).
يستخدم مصنّعي الشاشات حلّا مباشرا لهذه المشكلة ، فالدقة الأقل تحتوي علي 1 مليون نقطة ، والدقة الأعلي تحتوي علي 2 مليون نقطة ، اي الضعف ، وهنا يتم توسيع الدقة الأقل مرّتين لتتساوي مع الدقة الأعلي ،عملية التوسيع Stretch تتم بوضع لون كل نقطة من الدقّة الأقل علي نُقطتين من الدقّة الأعلي ، فمثلا باستخدام الدقة الأقل قٌمنا بتلوين نقطة واحدة باللون الأحمر ، اذن بعد توسيع الدقّة مرتين ، يحتلّ هذا اللون الأحمر نقطتين بدلا من نقطة واحدة ،ثُم يتم تطبيق هذه الطريقة علي بقية الألوان والنقاط ،اذن المليون نقطة أصبحت تشغل مكان مليونين ، وبهذا نستطيع تشغيل الدقة الأقل ذات المساحة الأقل في شكل دقة أكبر بمساحة أكبر .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-04.png
في بداية عملية التوسيع ، تقوم الشاشة بتقسيم الصورة الي أجزاء ، ثم توزيع هذه الأجزاء بالتساوي علي كل مساحة الشاشة ، فكل صفّ من صُفوف الصورة يتبعه الآن صف خالٍ و (النقاط البيضاء هي نقاط خالية تنتظر الملأ) .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-05.png
قامت الشاشة بملأ كل نقطة بيضاء باللون المجاور لها ، فاذا كان اللون أحمرا امتلأت بالأحمر ، واذا كان أخضرا امتلأت بالأخضر ..الخ .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-06.png
مثال آخر : صورة بدائية جديدة بدقة 10X5 (أي 50نقطة من أصل 100)، والسطور السوداء أعلي و أسفل الصورة هي سطور خالية ، (والصورة تحتوي علي 20 نقطة حمراء و 30 نقطة صفراء ).
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-07.png
عملية تقسيم وتوزيع الصورة ، كل صف من الصورة ، يتبعه صف خال (والنقاط البيضاء هي نقاط خالية تنتظر الملأ/التلوين) .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-08.png
تمّ استغلال النقاط الخالية في مضاعفة كل لون أحمر واصفر في الشاشة ، والشاشة الآن تحتوي علي 40 نقطة حمراء و 60 نقطة صفراء ،لكن هذه الطريقة غير دقيقة ، لأن عملية التوسيع نفسها لا تتّسم بالدقة ، ولا تتم طبقا لنظام محدد ، حيث يتم تلوين أي نقطتين بلون واحد ، وذلك دون الوضع في الاعتبار موقع النقاط في الشكل الأصلي ،حتي لو تمّت العملية وفق نظام محدد ، فلا شئ يضمن كون هذا النظام متناسبا مع كل الظروف والاحتمالات ، مما يعني تواجد نسب خطأ تغير من النتيجة النهائية ، أي تُشوّه من الصورة .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-09.png
تُصاب الشاشة بالحيرة ، هل تُضاعف النقطة الخضراء في الصف الخالي الأعلي ، أم الأسفل ؟!!
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-10.jpg
(https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-10.jpg)
مُقارنة بين صورتين ، الي اليمين اختارت الشاشة مُضاعفة النقطة في الصف العلوي ، والي اليسار اختارت مُضاعفة النقطة في الصف السفلي ، لاحظ الفارق بين الصورتين ، وبالذات في مواقع النقاط الخضراء بالنسبة لبعضها البعض وبالنسبة للنقاط الزرقاء ،والأسوأ من ذلك أن هذه الطريقة المباشرة لا تصلح في معظم الأحوال ، فالمستخدمين عادة ما يستخدمون دقّات لا تصلح لعملية التوسيع ، مثل دقة 1680X1050 مثلا ، والتي تحوي 1.6 مليون نقطة ، أي أن ربُع الشاشة تقريبا يصبح خاليا .
هنا يجب عمل توسيع لكل نقطة في الدقة الأقل الي واحد وربع 1.25 نقطة في الدقة الكاملة ، وهذا مستحيل بالطبع لأن النقاط لا تقبل الكسر الي نصف أو ثلُث أو رُبع ،هنا تضطر الشاشة الي تعويض النقاط الخالية بألوان وسطيّة ، فاذا قابلت الشاشة نقطة خالية بين نقطة حمراء وأخري صفراء ، فانها تعوّض النقطة الخالية بلون وسطي بين لون النقطتين ، أي بين الأحمر والأبيض ، والنتيجة هي لون برتقالي ،هذا اللون الجديد (البرتقالي) لم يكن من مكونات الصورة الأصلية ، ووجُوده يشوّه من شكل الصورة علي الفور.
تستخدم الشاشة طريقة اللون الوسطي في محاولة منها لتقليل الأخطاء الناتجة عن عملية المُضاعفة ، والتي قد تغير من شكل الصورة تماما ، أمّا طريقة اللون الوسطي فهي تضيف علي الصورة تشوهات و عيوب فقط ، لكنها تظل محتقظة بملامحها العامة .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-11.png
صورة بدائية أخري ، دقتها 10X6 ، أي 60 نقطة من أصل 100 ، ونُلاحظ هنا أن ثُلث الشاشة تقريبا خال .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-12.png
عملية التقسيم ، يُلاحظ أن العملية لم تتم بالتساوي هذه المرة ، فلا توجد صفوف خالية بين آخر صفّين من الصورة (الصفّين الأصفرين ) ، وهذا بسبب أن دقّة الصورة الأصلية غير قابلة للتقسيم بالتساوي .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-13.png
الصورة النهائية ، ويلاحظ الآتي :
أول ثلاثة صفوف (زرقاء) خالية من العيوب ،الصف الرابع يوجد به لون جديد ، وهو الأخضر الفاتح ، ذلك لأن الشاشة صنعته كلون وسطيّ بين الأزرق والأخضر،الصف الثامن (الثالث من أسفل) يوجد به لون جديد وهو البرتقالي الغامق ، وذلك لأن الشاشة صنعته كلون وسطيّ بين الأصفر والأخضر ،في النهاية ، ظلّت ملامح الصورة كما هي ، لكن أصابها بعض التشوّهات .
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-14.png
صورة أخري ، بدقّة 60 نقطة.
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-15.png
عملية تقسيم الصورة لم تتم بالتساوي ، فلا توجد صفوف شاغرة بين آخر صفّين.
https://arabhardware.net/images/stories/Articles/November/GPU1/19112010-16.png
نُلاحظ ظهور لون جديد ، وهو اللون البرتقالي ، وتحديدا فيما بين اللون الأصفر والأحمر ، وملامح الصورة العامة ظلت كما هي ، لكن اللون الجديد اضفي عليها تشوّها ،اذن تشوّه الصور يحدث فورا عند استخدام دقة أقل من دقّة الشاشة الكاملة والتي تسمّي الدقة المحلّية Native Resolution ، والتشوّه يتمثّل في شكل بهتان ، أو عدم وضوح ، أو تلطّخ للصورة ، وسببه تلك الألوان الوسطية الغريبة التي يتم اضافتها بالاضافة الي عدم دقّة عملية التوسيع .
https://patriottruckleasing.com/body-images/Resolution_illustration.png
صورة لحرف R بدقات مختلفة وتوضيح الفارق بين كل دقة والأقل منها وكيف يحدث التشوه...
أرجو ملاحظة أن كل الصور بالأعلي هي صورة بسيطة للغاية ، والتشوهات التي بها بسيطة كذلك ، لكن مع زيادة تعقيد الصور ، ومع زيادة التفاصيل والألوان فيها ، فان التشوهات تصير أكثر وضوحا ، وتظهر عيوب الصورة أكثر ، لذا يتمكن المستخدمون عادة من تمييز الألعاب التي تعمل بدقّات منخفضة (عيوب أكثر )عن الألعاب التي تعمل بدقات عالية (عيوب أقل)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/Super-resolution_example_closeup.png
صورة أخري أكثر تعقيدا توضح شكل التشوه في الصورة....
الشرح من موضوع الدكتور حميدو علي الصفحة الرئيسية مع اضافات بسيطة....من هنا (https://arabhardware.net/articles/hardware/graphics-cards-and-storage-devices/369-1-resolution.html)
دقة الشاشات Display Resolution:
مصطلح دقة الشاشة أو Display Resolution يطلق علي الشاشات ذات مصفوفات البكسل الثابتة fixed-pixel-array مثل شاشات.....
plasma display panels (https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_display) (PDPs), liquid crystal displays (https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal_display) (LCDs), digital light processing (https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_light_processing) (DLP) projectors
أي نوع من هذه الشاشات أو من تقنيات وتكنولوجيا مشابهة والتي تستخدم عدد النقاط أو البكسل الطولية في عددها العرضية مثل 1920*1080 مثلا....ولكن أي من هذه الشاشات أيضا وبسبب تصميمها ستحتاج الي معالج مخصص لمعالجة مدخلات الفيديو متعددة الأشكال من مصادر مختلفة ويسمي scaling engine....وهو معالج فيديو رقمي يحتوي علي memory array
ولكن بالنسبة للبث التلفزيوني فالموضوع يختلف قليلا حيث أن الدقة هنا لا تعبر عن عدد البكسل ولكن عن كثافة البكسل أو النقاط في الشاشة نفسها....والكثافة هي عدد النقاط لكل وحدة مساحة معينة....
aspect ratio (https://en.wikipedia.org/wiki/Aspect_ratio_%28image%29)
نسبة العرض الي الارتفاع وهي عبارة عن النسبة الحسابية بين الطول الي العرض حيث أن الشاشات لا تكون في الأغلب علي شكل مربع ولكن علي شكل مستطيل....
الدقات المشهورة لشاشات الحاسب:
https://geektyrant.com/storage/post-images/red4.jpg?__SQUARESPACE_CACHEVERSION=1271376393064
دقة DV وهي دقة 720X480....
دقة HD....وتسمي أيضا High Definition (720p) وهي دقة 1360×768 (1044k) أو 1366×768 (1049k) وتعمل علي Aspect Ratio 16:9....
دقةSXGA (https://en.wikipedia.org/wiki/SXGA%2B) ....وتسمي أيضا (Super Extended Graphics Array PLUS) وهي دقة 1400×1050 (1470k) وتعمل علي Aspect Ratio 4:3....
دقة WXGA+ (https://en.wikipedia.org/wiki/WXGA%2B) (WSXGA (https://en.wikipedia.org/wiki/WSXGA)) ....وتسمي أيضا (Widescreen Extended Graphics Array PLUS) وهي دقة 1400×900 (1296k) وتعمل علي Aspect Ratio 16:10....
دقة HD+....وتسمي أيضا High Definition Plus (900p) وهي دقة 1600×900 (1440k)وتعمل علي Aspect Ratio 16:9....
دقة Full HD أو Full High Definition (1080p) وهي الأكثر انتشارا بين اللاعبين حيث توفر الدقة الأمثل لجودة الصورة وهي دقة 1920×1080 (2073k) ومعدل الطول الي العرض 16:9 أيضا.....
دقة 2K أو DLP Cinema Technology وهي الدقة 2048×1080 (2212k).....
دقة 4K أو DLP Cinema Technology وهي دقة 4096×2160 (8847k).....
الأداء؟؟......
اذن كيف تؤثر الدقة علي الأداء؟؟....
تم الاختبار علي بطاقة HD 7870 Tahiti LE من شركة AMD مع تعريف 12.11Beta مع لعبة Max Payne والتي تضغط بشكل كبير علي الذاكرة الرسومية....جميع الاعدادات واحدة وفقط الدقة اختلفت وكانت النتائج كالأتي
https://tpucdn.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/images/maxpayne3_1680_1050.gifhttps://tpucdn.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/images/maxpayne3_1280_800.gif
https://tpucdn.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/images/maxpayne3_1920_1200.gif
لذا كما نري أن أداء البطاقة يقل في كل مرة بشكل كبير جدا حوالي 30-40% مع نفس الاعدادات المستخدمة
وهذا يجعلنا نحتاج الي ذاكرة أكبر كلما زادت الدقة كما ذكرنا لأن البطاقة تحتاج الي تخزين كم أكبر من الألوان ونقلها الي الذكرة كلما زادت الدقة....
هكذا نكون قد انتهينا من الحلقة الأولي وهي دقة الشاشة وعرفنا كيف تعمل وما فائدتها وأنواعها وتأثيرها علي الأداء العام في الألعاب....
ونلقائكم باذن الله في الحلقة القادمة وهي عن ممانع التعرج أو Antialiasing....ماهو وما أنواعه وكيف يعمل؟؟ وما تأثيره علي الأداء؟؟....
و برجاء اذا تم نقل الموضوع ذكر المصدر وهو منتديات عرب هاردوير
المصادر
https://www.techpowerup.com/reviews/VTX3D/Radeon_HD_7870_XT_Black/5.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Display_resolution
https://arabhardware.net/articles/hardware/graphics-cards-and-storage-devices/369-1-resolution.html