A framebuffer (o francés frame buffer o memoria de trama ) es un dispositivo de salida de vídeo que las unidades de una pantalla de vídeo de una memoria tampón que contiene una trama completa de datos. La información en el búfer de memoria son generalmente los valores de los componentes de color para cada píxel (cada punto que se mostrará en la pantalla). Los valores se almacenan por lo general en monocromo de 1 bit, 4 bits paletizadas, 8-bit paletizadas, 16-bit highcolor, o 24 bits de color verdadero (colores verdaderos) formatos . Un canal alfa ( canal alfa) a veces se utiliza para la información de transparencia asociada con cada píxel. La cantidad de memoria necesaria para controlar un framebuffer depende de la resolución, la profundidad de color y el tamaño de la paleta.
El framebuffer muestra gráficos vectoriales significativamente diferentes (visualizaciones de gráficos vectoriales ) que se usaban comúnmente antes de la llegada del framebuffer . En una visualización vectorial, solo se almacenan los valores de los extremos de las primitivas gráficas. El haz de electrones del tubo de visualización se dirige luego de un extremo a otro, trazando una línea analógica entre estos puntos. En el caso del framebuffer, el haz de electrones (si la tecnología de visualización es la pantalla CRT) se dirige a trazar de izquierda a derecha y de arriba a abajo para barrer toda la pantalla, de manera similar. Como un televisor en el caso de un televisor. transmisión. Junto con esta operación de escaneo, la información de color para cada punto en la pantalla se extrae del framebuffer, creando así un conjunto de elementos de imagen discretos (no continuos) (píxeles).
Los científicos de la computación han discutido durante mucho tiempo las ventajas teóricas de un framebuffer, pero no pudieron hacer una máquina con suficiente memoria. En 1969, Joan Miller de Bell Labs experimentó con la primera realización de framebuffer. El dispositivo mostró una imagen con una profundidad de color de 3 bits. Sin embargo, no fue hasta la década de 1970 que los avances en las memorias de circuitos integrados hicieron que el primer framebuffer capaz de almacenar un fotograma de video estándar fuera prácticamente factible.
En 1972, Richard Shoup desarrolló el sistema SuperPaint (in) en Xerox PARC . Este sistema tenía 311040 bytes de memoria y podía almacenar una imagen de 640 x 480 píxeles con una profundidad de color de 8 bits. Las memorias se distribuyeron en 16 placas de circuito, cada una con varios chips de registro de desplazamiento de 2 kilobits. Aunque funcional, este diseño requería que el framebuffer se implementara como un registro de desplazamiento de 307.200 bytes cuya velocidad estaba sincronizada con la de la señal de televisión. La principal desventaja de esta solución fue que la memoria no era de acceso aleatorio. De hecho, solo se puede acceder a una posición cuando se desenrollan la línea escaneada y el píxel. Esto implicó un tiempo de espera máximo de 33 ms para escribir en un framebuffer.
Shoup también utilizó el framebuffer de SuperPaint para crear uno de los primeros sistemas de captura de imágenes digitales. Al sincronizar la señal de salida con la señal de entrada, podría reescribir cada píxel que ingresó al registro de desplazamiento. Shoup también experimentó modificando la señal de salida usando tablas de colores . Estas tablas permitieron que el sistema SuperPaint produjera una amplia variedad de colores fuera de los límites de 8 bits contenidos originalmente. Esta solución se utilizará ampliamente en framebuffers informáticos.
En 1974 Evans & Sutherland fabricaron el primer framebuffer comercializado, su costo rondaba los 15.000 dólares. Podría procesar resoluciones de hasta 512 por 512 píxeles en escala de grises codificada de 8 bits. Se convirtió en una bendición para los investigadores de gráficos por computadora que no podían permitirse crear su propio framebuffer. El Instituto de Tecnología de Nueva York crearía más tarde el primer sistema de profundidad de color de 24 bits utilizando 3 de los búferes de fotogramas de Evans & Sutherland. Cada uno de los framebuffers se conectó a uno de los componentes RGB (uno para el rojo, uno para el verde y otro para el azul), con una computadora controlando los tres.
Los rápidos avances en la tecnología de circuitos integrados hicieron posible la implementación de framebuffers de color limitado en muchas computadoras personales ya a fines de la década de 1970 (por ejemplo, Apple II ). Aunque inicialmente fueron criticados por su bajo rendimiento en comparación con equipos gráficos más avanzados como el Atari 400 , los framebuffers finalmente se convirtieron en la norma en todas las computadoras personales. Hoy en día, prácticamente todas las computadoras con capacidad gráfica utilizan un búfer de cuadros para generar la señal de video.
Los framebuffers también se volvieron comunes en las estaciones de trabajo avanzadas durante la década de 1980. SGI , Sun Microsystems , HP , DEC , IBM , todos crearon framebuffers para sus computadoras. Estos framebuffers eran generalmente de mucha mejor calidad que los que se encuentran en los ordenadores domésticos . Se usaban comúnmente en televisión, impresión, modelado por computadora y gráficos 3D.
Amiga , en virtud de su posición en la tecnología gráfica, creó un gran mercado para las tarjetas gráficas basadas en framebuffer en la década de 1980. Es importante mencionar la tarjeta gráfica Amiga A2500 Unix que en 1991 fue la primera computadora en operar. Implementó un servidor X11 como el entorno gráfico, así como la interfaz gráfica Open Look en alta resolución (1024 × 1024 o 1024 × 768 en 256 colores).