Wczesna grafika komputerowa była dzika: Powrót do ery sprzed GPU
Dla większości ludzi historia kart graficznych zaczyna się od Nvidii i AMD. Rzeczywistość jest jednak zupełnie inna.
Na długo zanim któraś z tych dwóch firm zaczęła dominować na rynku, i na długo zanim procesory graficzne napędzały nowoczesne gry, byliśmy świadkami wczesnych dni grafiki komputerowej. Aby zrozumieć, jak doszliśmy do współczesnych procesorów graficznych, będziemy musieli cofnąć się do czasów, zanim w ogóle powstało pojęcie „karta graficzna”.
Co istniało przed powstaniem kart graficznych?
Dla większości ludzi grafika komputerowa jeszcze nie istniała.
Abyśmy mogli teraz omówić wszystkie nowe karty graficzne, które pojawią się w 2026 roku, ktoś musiał najpierw wynaleźć grafikę komputerową — a to nie jest to samo co GPU, nawet w przybliżeniu.
Wczesne komputery nie wyświetlały obrazów, okien ani grafiki adresowanej piksel po pikselu. Większość wyjść była tekstowa. Elektromechaniczne teletypy, takie jak model Teletype 33 z 1963 roku, który przyjął nowy standard ASCII, były w zasadzie wywyższonymi maszynami do pisania, drukującymi wyniki na papierze w jednej linii naraz.
Były niesamowicie powolne, hałaśliwe i bardzo dosłowne. Nie było żadnych wizualizacji poza tymi, które komputer miał wydrukować na polecenie.
Następnie pojawiły się terminale wideo, nazywane „głupimi terminalami”. Były to w zasadzie klawiatury podłączone do ekranów, ale same w sobie nie były komputerami — były częścią sieci połączonej z komputerem centralnym, a terminal wyświetlał to, co wysyłał komputer centralny. Ekran był podzielony na stałą siatkę (zwykle 80 kolumn szerokości), a każde małe pole mogło wyświetlać znak z wcześniej zdefiniowanego zestawu. Pozwalało to ludziom na kreatywność i tworzenie bardzo prostych grafik ASCII, ale wszystko było robione przy użyciu znaków wcześniej zaprogramowanych i przypisanych do konkretnych klawiszy.
Lata 60. przyniosły pojawienie się grafiki komputerowej w pewnej formie
Nawet gdy większość ludzi wciąż borykała się z tekstem, niektórzy badacze już eksperymentowali z interaktywną grafiką. W 1963 roku Ivan Sutherland stworzył Sketchpad, system, który pozwalał użytkownikom rysować i manipulować rysunkami liniowymi bezpośrednio na ekranie. Brzmi całkiem podobnie do dzisiejszych ekranów dotykowych, prawda? Sketchpad używał do tego świetlnego pióra.
Interaktywna grafika komputerowa również zaczynała pojawiać się w systemach dużych firm. IBM rozpoczął dostarczanie terminali graficznych, takich jak 2250, w 1965 roku.
Wprowadzenie komputera osobistego przyspieszyło rozwój grafiki
Ale wciąż miało to niewiele wspólnego z kartami graficznymi.
Koniec lat 70. XX wieku przyniósł nam pojawienie się komputerów osobistych. Nie takich, jakie znamy dzisiaj, ale w ogólności. Wcześniej komputery były ogromnymi maszynami zajmującymi całe pomieszczenia i wykorzystywanymi przez firmy; pojawienie się PC sprawiło, że stały się powszechnie dostępne. To przybliża nas do komputerowej grafiki.
Wczesne dni grafiki komputerowej przyniosły nam wyświetlacze o niskiej rozdzielczości, często monochromatyczne. Komputery osobiste miały ograniczoną pamięć, co oznaczało, że programiści musieli być pomysłowi, aby osiągnąć coś wciągającego pod względem grafiki.
Maszyny takie jak Radio Shack TRS-80 wprowadziły grafikę w stylu bitmap, ale o bardzo niskich rozdzielczościach (128x48).
Przed pojawieniem się kart graficznych i akceleratorów, zarówno procesor, jak i pamięć odgrywały dużą rolę w wyświetlaniu obrazu. Biorąc pod uwagę, że wczesne komputery osobiste miały kilobajty, a nie megabajty pamięci RAM, przechowywanie obrazów na pełnym ekranie było kosztowne i niepraktyczne. Grafika była minimalna i wykorzystywana wielokrotnie w razie potrzeby.
To był czas przed jakimikolwiek standardowymi formatami obrazów, przed JPG, BMP i PNG. Oprogramowanie musiało przechowywać obrazy jako surowe bitmapy lub niestandardowe struktury danych i kompresować je, jakby nie było jutra.
Wczesne standardy wyświetlania IBM kształtowały grafikę komputerów PC
Apple też tam była, z Macintoshem.
IBM był dużym graczem we wczesnych dniach komputerów osobistych. W 1981 roku IBM wprowadził „PC”, a w 1983 roku PC-XT. Oryginalny IBM PC praktycznie nie miał żadnej mocy graficznej. Większość zadań wciąż opierała się na tekście, więc głównymi kwestiami były czytelność tekstu i niezawodne oprogramowanie.
Komputer IBM PC mógł być skonfigurowany z Monochrome Display Adapter (MDA), który w tamtym czasie był ostry i zapewniał tekst o wysokim kontraście, nie oferując w ogóle grafiki rastrowej. Był używany do edycji tekstu, baz danych i arkuszy kalkulacyjnych.
Color Graphics Adapter (CGA), również wprowadzony razem z IBM PC, w końcu dodał podstawową grafikę kolorową, ale oczywiście paleta kolorów była malutka, a wszystko było bardzo niskiej rozdzielczości. Ale hej, przynajmniej mieliśmy jakieś grafiki.
Apple obrało inne podejście w przypadku wczesnych Macintoshów, czyli Maców, jak je znamy dzisiaj. Mac traktował ekran jako bitmapę, a nie jako wcześniej zaprogramowaną siatkę znaków, dając użytkownikowi znacznie większą swobodę. Dzięki tym wyborom Apple zrewolucjonizowało branże takie jak projektowanie graficzne i wydawnictwa, i do dziś pozostaje wyborem dla podobnych zadań.
Chociaż IBM nie był zbyt hojny w kwestii swoich interfejsów graficznych w tamtych wczesnych czasach, zrobił coś znacznie ważniejszego: pomógł ustandaryzować tryby wyświetlania PC w ekosystemie zgodnym z IBM. Dzięki temu, że deweloperzy i producenci optymalizowali swoje produkty, aby były zgodne z IBM jako standardem branżowym, drzwi dla rozwoju grafiki komputerowej zostały szeroko otwarte.
Wzrost popularności grafiki 2D był przełomowym momentem w informatyce
Jednak wciąż jesteśmy daleko od dzisiejszych GPU.
Pod koniec lat 80. tryby grafiki bitmapowej stały się powszechne na komputerach zgodnych z IBM, a wzrost popularności Windows sprawił, że coraz więcej oprogramowania było zoptymalizowane pod ekrany adresowane piksel po pikselu. Tryby tekstowe nie zniknęły z dnia na dzień, ale podstawowa grafika stawała się normą. A w 1987 roku IBM wprowadził PS/2 z VGA, która stała się standardem dla komputerów PC, i chociaż te porty są obecnie oficjalnie przestarzałe, wówczas były rewolucyjne.
Zapisz się do newslettera, aby poznać pochodzenie GPU i uzyskać cenne informacje
Zapisz się do newslettera, aby poznać pochodzenie GPU i uzyskać cenne informacje
Subskrybując, wyrażasz zgodę na otrzymywanie newslettera i wiadomości marketingowych oraz akceptujesz Warunki korzystania z serwisu i Politykę prywatności Valnet. Możesz zrezygnować w każdej chwili.
VGA w końcu umożliwiło komputerom osobistym wyświetlanie półrealistycznych obrazów, gier i filmów. Znacznie rozszerzyło też praktyczną rozdzielczość i możliwości kolorystyczne w PC, wprowadzając popularny tryb 256 kolorów.
Nawet jeśli większość wideo była wciąż mała, mocno skompresowana i ogólnie nieimponująca według dzisiejszych standardów, to i tak było to przełomowe jak na tamte czasy; poza tym VGA w końcu stało się podstawą, do której mogli dążyć programiści, co przyspieszyło rewolucję w grafice. SVGA pojawiło się na początku lat 90., a komputery PC mogły w końcu obsługiwać wyższe rozdzielczości, aż do 1024 x 768.
Jednak grafika była nadal w dużej mierze obsługiwana przez procesor, a dedykowane „karty graficzne”, jak nazywamy je dzisiaj, nie były jeszcze powszechne, chociaż istniały adaptery wyświetlania, takie jak CGA. Jednak pod koniec lat 80. i w latach 90. przyspieszenie 2D stało się bardziej powszechne.
Wczesne przyspieszenie 2D było realizowane jako dedykowany sprzęt na kartach graficznych (które zresztą wówczas tak nie były nazywane). W latach 90. coraz częściej stawały się one zintegrowanymi silnikami 2D w popularnych kartach VGA/SVGA.
Te akceleratory 2D wykonały dużo ciężkiej pracy, aby uczynić komputer bardziej responsywnym. Co ważniejsze, jasno pokazały, że grafika komputerowa to obciążenie, które zasługuje na własny dedykowany sprzęt, co ostatecznie doprowadziło nas do GPU, które znamy dzisiaj.