Die Geschichte bzw. Entwicklung der Grafikkarten

Grafikkarten spielen heute eine ganz andere Rolle als noch in den frühen Anfangszeiten des Computers. In den späten 70er und 80er Jahren hatte eine Grafikkarte noch die Aufgabe, einfachste Text- und Grafikdarstellungen auf den Monitor zu zeichnen. Dabei war es schon erfolgreich, wenn man überhaupt einige Farben darstellen konnte.


Das Berechnen von einzelnen Pixeln, wie wir es heute als das normalste der Welt empfinden, war früher alles andere als die Regel. Dazu war die Rechenleistung einfach zu schwach, so dass man lediglich den so genannten Textmodus verwendete. Anders als bei der heutigen Pixelgrafik, bei der einzelne Bildpunkte individuell auf den Bildschirm gezeichnet werden, werden im Textmodus nur feste Blöcke angesprochen, um dort Buchstaben und Ziffern anzusprechen. Da ist es eindeutig, dass man mit solchen Grafikkarten keine PC-Spiele oder einfachste Multimedia-Anwendungen durchführen konnte.

Frühere Grafikkarten konnten lediglich
den Textmodus darstellen und haben mit heutigen
nicht mehr viel gemeinsam.

Heutzutage ist der Markt der PC-Spiele ein entscheidender Faktor für immer schneller werdende Rechner. Immer aufwendigere und realistischere 3D-Spiele erfordern immer bessere Hardware in Form von leistungsfähigeren Grafikkarten, Prozessoren und größerem Arbeitsspeicher. Ohne die "leistungsfressenden" PC-Spiele würde der Computermarkt nicht annähernd so schnell wachsen wie es heute der Fall ist, denn für fast alle anderen Anwendungen ist die Leistung mehr als ausreichend. Aber auch das war früher etwas anders, als der Personal Computer noch hauptsächlich als Arbeitsstation benutzt wurde.

Das legendäre Doom war eines der ersten 3D-Shooter. Die
Grafik war 1993 sehr komplex. Doom wurde in einer
"Monsterauflösung" von 320x200 gespielt.

Das richtige "3D-Fieber" begann mit Einführung der legendären Voodoo-Karten der ehemaligen Firma 3dfx. Diese 3D-Grafikkarten konnten erstmals richtige 3D-Leistung vorweisen und somit Spiele darstellen, die sich deutlich von den verpixelten 2D- und 3D-Spielen absetzten. In 3D-Ego-Shooter wurden die Bewegungsbeschränkungen völlig aufgehoben und die Grafikqualität setzte neue Maßstäbe.Mit diesen grafikbeschleunigten Voodoo-Karten begann allmählich das 3D-Ego-Shooter-Fieber.

Für diesen anfänglichen Boom sorgten aber nicht nur die schnellen Voodoo-Grafikkarten, sondern auch die ersten Pentium-Prozessoren, welche für die nötige Rechenleistung sorgten.

Einzelne Grafikstandards

MDA - Monochrome Display Adapter

Die ersten richtigen Grafikkarten kamen als Monochrome-Karten in die Personal Computer. Diese Grafikkarten konnten lediglich Schwarz/Weiß darstellen und konnten lediglich Text darstellen. Somit waren die 80ziger Jahre triste und öde Schwarz/Weiß-Rechner, die man hauptsächlich zum Arbeiten benutzte. Die maximale Auflösung betrug 720 x 350 Pixel und ein einzelner Textblock aus 9x14 Pixel, so dass man mit einer Monochrome-Grafikkarte 80 Zeichen in einer der 25 Zeilen darstellen konnte. Da man nur Ziffern darstellen konnte, waren Rechner mit einer MDA-Grafikkarte lediglich digitale Schreibmaschinen, mit denen man Daten verwalten konnte.

CGA - Color Graphics Adapter

CGA steht für Color Graphics Adapter und und war die erste Grafikkarte, welche ein Farbbild auf den Monitor zeichneten. Dieses kostete natürlich Rechenkraft, so dass man bei einer Darstellung des Monitorbildes mit vier nur eine Auflösung von 320x200 darstellen konnte. Im Schwarz/Modus konnte man dann die Auflösung wieder auf 640x350 einstellen. Maximal konnte man mit einer CGA-Grafikkarte 16 Farben darstellen, wobei hier die Auflösung gerade einmal 160x100 betrug!
Zwar war diese Grafikkarte in der Lage Farbe darzustellen, trotzdem war sie noch weit von modernen Grafikkarten entfernt.

EGA - Enhanced Graphics Adapter

Die EGA-Grafikkarten waren wie man aus dem Namen schließen kann erweiterte CGA-Grafikkarten. Mit diesen Grafikkarten war es möglich, bei 16 Farben eine Auflösung von 320x200 oder 640x350 einzustellen, was ein deutlicher Fortschritt im Vergleich zum Vorgänger CGA war, der bei dieser Farbanzahl gerade mal 160x100 darstellen konnte. EGA Grafikkarten sind abwärtskompatibel zum CGA-Standard.
Auch diese Grafikkarten habe nur wenig mit heutigen Grafikkarten gemeinsam.

VGA - Video Graphics Array

Die Standard-VGA-Grafikkarten unterstützten in der Regel eine Auflösung von 640 x 480 Pixel mit 16 Farben. War der Grafikspeicher üppig bemessen, so konnten auch mehr Farben (256) dargestellt werden. Die meisten VGA-Grafikkarten besaßen einen Grafikspeicher von 64 KB. Mit VGA waren erstmals einfache Animationen möglich.

SVGA - Super-VGA

Ist eineWeiterentwicklung des VGA-Standards, mit dem eine Auflösung von 800 x 600 Pixel bei 256(Standard), 65536(HiColor) oder 16,7 Mio.(TrueColor) Farben möglich war.

Prinzip und Aufbau einer Grafikkarte

Der Aufbau einer Grafikkarte ist aber grundsätzlich gleich geblieben. Jede Grafikkarte benötigt einen Grafikprozessor. Dabei muss man zwischen herkömmlichen Grafikchip und Beschleunigergrafikchip unterscheiden. Letzterer ist heutzutage eine Selbstverständlichkeit, denn jede Grafikkarte berechnet unabhängig vom Prozessor die Grafikanwendungen. In früheren Zeiten war dies nicht die Regel und eine Grafikkarte sorgte jeweils dafür, dass die vom Prozessor berechneten Daten weiterverarbeitet werden und an den Monitor übertragen werden. Bei einer nicht Beschleuniger-Grafikkarte werden also die Grafikdaten nicht von der Grafikkarte, sondern vom Prozessor berechnet.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Grafikkarte ist der Grafikspeicher. In diesen legt die Grafikkarte die Pixel und Texturen ab, die berechnet werden. Es gibt aber auch Grafikkarten mit einem so genannten Shared Memory, d.h der Speicher wird vom Arbeitsspeicher "geklaut". Diese Grafikkarte sind natürlich langsamer als vergleichbare Grafikkarten, da ein Grafikspeicher immer schneller ist als Shared-Memory.

Der so genannte RAMDAC ist ein entscheidender Faktor dafür, wie hoch man die Monitor.Auflösung einstellen kann. Dies waren die wichtigsten Features einer Grafikkarte. Es gibt natürlich noch weitere Features, die über die Leistungsfähigkeit Auskunft geben.

Weitere Leistungskriterien

Zu Zeiten der Voodoo-, TNT-, Rage-Grafikchips usw. wurde die meiste Entwicklerenergie in die Steigerung der Leistungsfähigkeit und Rechenkraft von Grafikkarten investiert. Die Karte waren einfach zu schwach, um auf die Qualität von 3D-Spielen einzugehen. So wurden verpixelte Kanten, unschöne, verkantete Figuren oder unscharfe Texturen weniger beachtet. Viel wichtiger war es, dass man 3D-Spiele flüssig darstellen konnte.

Heutzutage möchte man natürlich auch PC-Spiele flüssig spielen, doch dabei hat der Aspekt der Bildqualität viel an Bedeutung gewonnen. Hersteller prahlen nicht mehr durch pure Rechenkraft ihrer Grafikkarten, sondern mehr mit den unterstützten Grafikfeatures. Stichworte wie AntiAliasing, Anisotropische Filterung oder DirectX-Features sind Methoden, um 3D-Spiele realistischer und die Grafik "kantenfreier" darstellen zu können.