Almacenamiento en búfer múltiple

En informática , el almacenamiento en búfer múltiple consiste en utilizar más de un búfer para almacenar un bloque de datos , de modo que un lector vea una versión completa (aunque posiblemente antigua) de los datos en lugar de una versión parcialmente actualizada creada por un escritor . Se utiliza con mucha frecuencia para las imágenes de las pantallas de ordenador. También se emplea para evitar la necesidad de usar memoria RAM de doble puerto (DPRAM) cuando los lectores y escritores son dispositivos diferentes.

En gráficos por computadora , el doble búfer es una técnica para dibujar gráficos que muestra menos interrupciones, desgarros y otros artefactos.

Para un programa, es difícil dibujar una pantalla de forma que los píxeles no cambien más de una vez. Por ejemplo, al actualizar una página de texto, es mucho más fácil borrar toda la página y luego dibujar las letras que borrar solo los píxeles que se usan en las letras antiguas pero no en las nuevas. Sin embargo, esta imagen intermedia es percibida por el usuario como un parpadeo . Además, los monitores de computadora redibujan constantemente la página de video visible (tradicionalmente unas 60 veces por segundo), por lo que incluso una actualización perfecta puede ser visible momentáneamente como una división horizontal entre la imagen "nueva" y la imagen "antigua" sin redibujar, lo que se conoce como desgarro .

En gráficos por computadora , el triple búfer es similar al doble búfer, pero puede ofrecer un rendimiento mejorado. En el doble búfer, el programa debe esperar a que el dibujo finalizado se copie o se intercambie antes de comenzar el siguiente. Este período de espera puede ser de varios milisegundos, durante los cuales no se puede acceder a ninguno de los búferes.

En el triple búfer, el programa dispone de dos búferes de respaldo y puede comenzar a dibujar inmediatamente en el que no esté involucrado en dicha copia. El tercer búfer, el búfer frontal, es leído por la tarjeta gráfica para mostrar la imagen en el monitor. Una vez que la imagen se ha enviado al monitor, el búfer frontal se intercambia (o se copia) con el búfer de respaldo que contiene la imagen completa más reciente. Dado que uno de los búferes de respaldo siempre está completo, la tarjeta gráfica nunca tiene que esperar a que el software finalice. En consecuencia, el software y la tarjeta gráfica son completamente independientes y pueden funcionar a su propio ritmo. Finalmente, la imagen mostrada se inició sin esperar a la sincronización y, por lo tanto, con un retardo mínimo. ^{[ 1 ]}

Debido a que el algoritmo de software no consulta el hardware gráfico para detectar eventos de actualización del monitor, puede dibujar continuamente fotogramas adicionales tan rápido como el hardware pueda renderizarlos. Para los fotogramas que se completan mucho más rápido que el intervalo entre actualizaciones, es posible reemplazar los fotogramas de un búfer de respaldo con iteraciones más recientes varias veces antes de copiarlos. Esto significa que se pueden escribir fotogramas en el búfer de respaldo que nunca se utilizan antes de ser sobrescritos por fotogramas sucesivos. Nvidia ha implementado este método bajo el nombre de "Fast Sync". ^{[ 2 ]}

Un método alternativo, a veces denominado triple búfer, consiste en una cadena de intercambio de tres búferes. Tras dibujar ambos búferes de respaldo, el programa espera a que el primero se muestre en pantalla antes de dibujar otro (es decir, se trata de una cola de tres búferes con el principio FIFO ). La mayoría de los juegos de Windows parecen utilizar este método al habilitar el triple búfer.

El término "cuádruple búfer" se refiere al uso de doble búfer para cada una de las imágenes del ojo izquierdo y derecho en implementaciones estereoscópicas , lo que resulta en un total de cuatro búferes (si se utilizara triple búfer, serían seis ). El comando para intercambiar o copiar el búfer generalmente se aplica a ambos pares a la vez, de modo que en ningún momento un ojo ve una imagen más antigua que el otro.

El almacenamiento en búfer cuádruple requiere soporte especial en los controladores de la tarjeta gráfica, el cual está deshabilitado en la mayoría de las tarjetas de consumo. Las tarjetas Radeon HD 6000 Series y posteriores de AMD lo admiten. ^{[ 3 ]}

Los estándares 3D como OpenGL ^{[ 4 ]} y Direct3D admiten el almacenamiento en búfer cuádruple.

El término doble búfer se utiliza para la copia de datos entre dos búferes para transferencias de acceso directo a memoria (DMA), no para mejorar el rendimiento, sino para cumplir con los requisitos de direccionamiento específicos de un dispositivo (en particular, dispositivos de 32 bits en sistemas con direccionamiento más amplio proporcionado mediante la Extensión de Dirección Física ). ^{[ 5 ]} Los controladores de dispositivos de Windows son un lugar donde es probable que se utilice el término "doble búfer". El código fuente de Linux y BSD los denomina "búferes de rebote". ^{[ 6 ]}

Algunos programadores intentan evitar este tipo de doble búfer mediante técnicas de copia cero .

El doble búfer también se utiliza como técnica para facilitar el entrelazado o desentrelazado de señales de vídeo.

• Actualización adaptativa de mosaicos
• sincronización vertical
• Estereoscopia
• Cristales con obturador LC
• Visión 3D de Nvidia
• Servicios DMA virtuales (VDS)

• Triple buffering: mejora el rendimiento de tus juegos de PC gratis por Mike Doolittle (24/05/2007)
• Gráficos 10 Archivados el 18/08/2016 en Wayback Machine