Skorá počítačová grafika bola divoká: Pohľad späť na éru pred GPU

Pre väčšinu ľudí sa príbeh grafických kariet začína s Nvidiou a AMD. Realita je však celkom iná.

Dlho predtým, než niektorá z týchto dvoch spoločností začala dominovať na trhu, a dlho predtým, než GPU poháňali moderné hry, sme boli svedkami prvých dní počítačovej grafiky. Aby sme pochopili, ako sme sa dostali k moderným GPU, budeme sa musieť vrátiť do časov, keď pojem „grafická karta“ ešte ani neexistoval.

Čo bolo predtým, ako existovali grafické karty?

Pre väčšinu ľudí počítačová grafika ešte neexistovala.

Aby sme mohli teraz diskutovať o všetkých nových GPU, ktoré vyjdú v roku 2026, niekto musel najprv vymyslieť počítačovú grafiku — a to nie je to isté čo GPU, ani zďaleka.

Skoré počítače nezobrazovali obrázky, okná ani grafiku adresovateľnú po pixeloch. Väčšina výstupov bola založená na texte. Elektromechanické teletajpy, ako napríklad Teletype Model 33 z roku 1963, ktorý prijal nový štandard ASCII, boli v podstate veľmi zdokonalené písacie stroje, ktoré tlačili výsledky na papier po riadkoch.

Boli bolestivo pomalé, hlučné a veľmi doslovné. Okrem textu, ktorý ste si objednali, aby počítač vytlačil, nebolo k dispozícii žiadne vizuálne zobrazenie.

Ďalej prišli video terminály, nazývané „hlúpe terminály“. V podstate išlo o klávesnice pripojené k obrazovkám, ale samé o sebe neboli počítače - boli všetky súčasťou siete pripojenej k hostiteľskému počítaču a terminál zobrazoval všetko, čo hostiteľ poslal späť. Obrazovka bola rozdelená na pevnú mriežku (zvyčajne širokú 80 stĺpcov) a každá malá škatuľka mohla zobraziť znak z preddefinovanej množiny. To umožnilo ľuďom byť kreatívni a vytvoriť veľmi jednoduché ASCII umenie, ale všetko sa robilo pomocou znakov, ktoré boli predprogramované a priradené k špecifickým klávesom.

Šesťdesiate roky priniesli vznik počítačovej grafiky v nejakej forme

Aj keď väčšina ľudí sa stále musela zaoberať textom, niektorí výskumníci už experimentovali s interaktívnou grafikou. V roku 1963 Ivan Sutherland vytvoril Sketchpad, systém, ktorý umožňoval používateľom kresliť a manipulovať s čiarovými kresbami priamo na obrazovke. Znie to dosť podobne ako dnešné dotykové obrazovky, však? Sketchpad na to používal svetelné pero.

Interaktívna počítačová grafika sa už začala objavovať aj v systémoch veľkých spoločností. IBM začala v roku 1965 dodávať grafické terminály, ako bol 2250.

Zavedenie počítača urýchlilo vývoj grafiky

Ale stále to malo málo spoločného s grafickými kartami.

Koncom 70. rokov 20. storočia sa objavili osobné počítače. Nie také, aké poznáme dnes, ale všeobecne. Predtým boli počítače obrovské stroje, ktoré zaberal celé miestnosti a používali ich firmy; nástup PC ich sprístupnil širšej verejnosti. To nás privádza k dosahu počítačovej grafiky.

Skoré dni počítačovej grafiky nám priniesli nízkorozlíšené, často monochromatické displeje. PC mali obmedzenú pamäť, čo znamenalo, že programátori museli byť vynaliezaví, aby dosiahli niečo aspoň trochu zaujímavé čo sa týka grafického výstupu.

Stroje ako Radio Shack TRS-80 priniesli grafiku v štýle bitmap, ale s veľmi nízkym rozlíšením (128x48).

Pred grafickými kartami a akcelerátormi zohrávala CPU aj pamäť veľkú úlohu pri výstupe obrazu. Keďže tie prvé počítače mali kilobajty, nie megabajty RAM, ukladanie obrázkov na celú obrazovku bolo nákladné a nepraktické. Grafika bola minimálna a opakovane sa používala podľa potreby.

Toto bola doba pred existenciou akýchkoľvek štandardných obrazových formátov, pred JPG, BMP a PNG. Softvér musel ukladať obrázky ako surové bitmapy alebo vlastné dátové štruktúry a komprimovať ich, akoby neexistoval zajtrajšok.

Včasné zobrazovacie štandardy IBM formovali grafiku počítačov

Apple bola tiež v tom, s Macintochom.

IBM bol veľkým hráčom v ranných dňoch osobných počítačov. V roku 1981 spoločnosť IBM predstavila „PC“, nasledovaný modelom PC-XT v roku 1983. Pôvodný IBM PC však efektívne nemal žiadny grafický výkon. Väčšina pracovných úloh bola stále založená na texte, takže jasnosť textu a spoľahlivý softvér boli dve hlavné priority.

IBM PC sa dal nakonfigurovať s Monochromatickým zobrazovacím adaptérom (MDA), ktorý bol vtedy ostrý a poskytoval text s vysokým kontrastom bez akéhokoľvek bitového grafického zobrazenia. Používal sa na spracovanie textu, databázy a tabuľky.

Color Graphics Adapter (CGA), ktorý bol tiež predstavený s IBM PC, nakoniec priniesol základnú farebnú grafiku, ale samozrejme farebná paleta bola malá a všetko malo veľmi nízke rozlíšenie. Ale hej, aspoň sme mali nejakú grafiku.

Apple sa pri raných počítačoch Macintosh, alebo Macoch, ako ich poznáme dnes, vydala inou cestou. Macy považovali obrazovku za bitmapu namiesto predprogramovanej mriežky znakov, čo používateľovi poskytovalo oveľa väčšiu slobodu. Vďaka týmto rozhodnutiam Apple prerazil v odvetviach ako grafický dizajn a vydavateľstvo a dodnes zostáva obľúbenou voľbou pre podobné pracovné úlohy.

Hoci IBM v tých skorých časoch nebolo veľmi štedré so svojimi grafickými rozhraniami, urobilo niečo omnoho dôležitejšie: pomohlo štandardizovať režimy zobrazenia PC v ekosystéme kompatibilnom s IBM. S vývojármi a výrobcami optimalizujúcimi svoje produkty tak, aby boli kompatibilné s IBM ako priemyselným štandardom, sa dvere pre počítačovú grafiku naplno otvorili a umožnili jej skutočný rozvoj.

Vzostup 2D grafiky bol kľúčovým momentom v počítačovej technike

Aj tak sme stále ďaleko od dnešných GPU.

Koncom 80. rokov sa bitmapové grafické režimy stali bežnými na počítačoch kompatibilných s IBM a nástup Windows znamenal, že viac softvéru bolo optimalizovaných pre obrazovku, kde sa dalo adresovať každý pixel. Textové režimy nezmizli zo dňa na deň, ale základná grafika sa stala normou. A v roku 1987 spoločnosť IBM predstavila PS/2 s VGA, ktoré sa stalo štandardom pre PC, a hoci tieto porty sú dnes oficiálne príliš staré, vtedy boli revolučné.

Prihláste sa na odber noviniek o pôvode a informáciách o GPU

Prihláste sa na odber newslettera o pôvode GPU a poznatkoch

Tým, že sa prihlásite na odber, súhlasíte s prijímaním newslettera a marketingových e-mailov a akceptujete Podmienky používania a Zásady ochrany osobných údajov spoločnosti Valnet. Odber môžete kedykoľvek zrušiť.

VGA nakoniec umožnila osobným počítačom zobrazovať čiastočne realistické obrázky, hry a filmy. Tiež výrazne rozšírila praktické rozlíšenie a farebné možnosti v PC, pričom zaviedla populárny 256-farebný režim.

Aj keď väčšina videa bola stále malá, silne komprimovaná a celkovo neohromujúca podľa dnešných štandardov, pre svoju dobu bolo stále priekopnícke; okrem toho sa VGA konečne stala základom, na ktorý sa mohli vývojári zamerať, čo urýchlilo grafickú revolúciu. SVGA sa objavilo na začiatku 90. rokov a počítače už konečne mohli zobrazovať vyššie rozlíšenia, až 1 024 x 768.

Grafika však stále bola silne spracovávaná CPU a špeciálne „grafické karty“, ako ich dnes nazývame, ešte neboli bežné, aj keď existovali zobrazovacie adaptéry ako CGA. Ale koncom 80. rokov a na začiatku 90. rokov sa 2D akcelerácia stala bežnejšou.

Ranú 2D akceleráciu implementovali ako špecializovaný hardvér na rozširujúcich grafických kartách (napriek tomu sa vtedy takto nenazývali). V 90. rokoch sa čoraz viac stávali integrovanými 2D enginmi v bežných VGA/SVGA kartách.

Tie 2D akcelerátory odviedli veľa tvrdej práce pri zvyšovaní odozvy počítača. Dôležitejšie je, že jasne ukázali, že počítačová grafika je úloha, ktorá si zaslúži vlastný špecializovaný hardvér, čo nás nakoniec doviedlo k GPU, ktoré poznáme dnes.