《显示器和显卡》PPT课件.ppt

第七讲 显示器与显卡,任务一:显示器的种类任务二:显示器的显示原理任务三:显示器的性能指标任务四:显卡概述与接口技术任务五:显卡应用程序接口技术,显示器图,一、显示器的分类 1、按显像管分类 CRT和LCD led 2、按显示屏大小 15英寸、17英寸、19英寸和21英寸 3、按色彩 单色和彩色 4、按显示屏形状 球面和纯平显示器,二、显示器的工作原理 1、CRT工作原理 在CRT显示器中，电子枪是核心，它把从阴极发射出的大量电子经强度 控制、聚集和加速，形成电子流，再经偏转线圈的控制作用，可以快速、定点的轰击显示器的荧光屏，从而使荧光屏上的荧光粉发亮。荧光屏上的每个像素点是由红、绿、蓝三原色构成，电子枪发出的三束 电子流汇聚在荫罩板的小孔或狭缝中，并穿过此板后按不同强度点亮荧 光粉，从而使显示器显示各种颜色。2、LCD工作原理 LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成，其中每一个单元格前面都分别有红色，绿色，或蓝色的过滤器。这样，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。,三、显示器的性能指标1、点距 一般指显像管水平方向上相邻同色荧光粉像素间的距离。点距越小，图像越清晰。（单位：MM）CRT点距一般在0.280.21之间。LCD点距在0.9270.264之间。2、分辨率 是屏幕上可以容纳的水平和垂直像素点的总和。分辨率越高，像素数越多图 像越精细。CRT 分为最高和最佳分辨率两种：如17英寸最高：1600X1200，刷新频率为65HZ；最佳：1024X768，刷新频率为85HZ。注：对于CRT而言当刷新频率达到65HZ甚至以下时，易造成眼睛疲劳。LCD 无最高和最佳分辨率之分，最高即最佳。如：17英寸可达1280X1024,3、刷新频率 是指每秒钟电子枪扫描屏幕的次数。单位：HZ。CRT：一般在6585HZ之间。LCD：即使在65HZ以下也不会有视觉疲劳感。4、屏幕类型 球型显像管和纯平直角显像管。5、可视面积 CRT的可视面积比显示屏略小一些。LCD的可视面积与显示屏一致。6、液晶显示器的分类与技术指标 分类：DSTN-LCD 伪彩显：每个像素的亮度与对比度不能单独控制。TFT-LCD 真彩显：每个像素的亮度与对比度可以由薄膜晶体 管单独控制。,性能指标 响应时间：指一个亮点转换为暗点的速度。单位：ms。越短越好。可视角度：CRT有180度；LCD17英寸都已经能达170度。坏点：是指颜色不会再发生任何变化的某一像素点。四、显卡的概述 显卡也称显示适配器，是组成计算机显示系统的重要部分。1、显卡的基本结构 显卡控制芯片 显示芯片也就是常说的GPU(Graphic Processing Unit，即图形处理单元，负责了绝大部分的计算工作。在整个显卡中，GPU负责处理由计算机发来的数据，最终将产生的结果显示在显示器上。显卡所支持的各种3D特效由GPU的性能决定，GPU也就相当于CPU在计算机中的作用，一块显卡采用何种显示芯片便大致决定了这块显卡的档次和基本性能。,同时也是2D显示卡和3D显示卡区分的依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力，这称为“软加速”。而3D显示芯片是将三维图像和特效处理功能集中在显示芯片内，也即所谓的“硬件加速”功能。不过，虽然显示芯片决定了显卡的档次和基本性能，但只有配备合适的显存才能使显卡性能完全发挥出来。目前主流显卡的显示芯片主要由nVIDIA和ATI两大厂商制造。2、显存显存的全称是显示内存，分为帧缓存和材质缓存。显存与主板上内存的功能基本一样，通常用来存储显示芯片(组)所处理的数据信息及材质信息。当显示芯片处理完数据后会将数据输送到显存中，然后RAMDAC(数模转换器)从显存中读取数据，并将数字信号转换为模拟信号，最后输出到显示屏。显存的速度以及带宽直接影响着一块显卡的速度，即使显卡的显示芯片很强劲，但如果板载显存达不到要求，无法将处理过的数据即时传送，那么就无法得到满意的显示效果。显存的容量与速度直接关系到显卡性能的高低，高速的显卡芯片对显存的容量就相应得高一些，所以显存的好坏也是衡量显卡的重要指标。,3、RAMDAC（数模转换器）RAMDAC即数模转换器，它的作用是将显存中的数字信号转换为能够用于显示的模拟信号。RAMDAC的速度对在显示器上面看到的图像有很大的影响。这主要是因为图像的刷新率依赖于显示器所接收到的模拟信息，而这些模拟信息正是由RAMDAC提供的。RAMDAC转换速率决定了刷新率的高低。然而，现在大部分显卡的RAMDAC都集成在主芯片中，很难看到独立的RAMDAC芯片。4、主板连接接口 ISA、PCI、AGP和PCI-E接口。目前流行PCI-E X8与X16接口。5、输出接口 VGA 显示器输出接口。DVI DVI(Digital Visual Interface 数字视频接口)接口，视频信号无需转换，信号无衰减或失真，显示效果提升显著，将是VGA接口的替代者。DVI接口是一种完全的数字视频接口，它可以将显卡产生的数字信号原封不动地传输给显示器，从而避免了在传输过程中信号的损失。,显示器的连接示意,显示卡上的显示器插座,VGA显示卡采用15针D型插座同显示器连接，其输出的是VGA、SVGA模拟视频信号，插座各针的输出信号定义是：针1为红色模拟视频信号R，针2为绿色模拟视频信号G，针3为蓝色模拟数字视频信号B，针4、5、9、12和15未用，针6为红色视频信号的地线R-GND，针7为绿信号地线G-GND，针8为蓝信号地线B-GND，针10为同步信号的地线Sync-GND，针11为系统地线GND，针13为行同步信号Hsync，针14为场同步信号Vsync。目前的显示卡可以设置输出多种显示模式的视频信号和同步信号，而显示器则可以与多种显示模式的视频信号和同步信号相匹配。但是，显示卡可以设置的较高分辨率的显示模式有可能超出显示器的行场同步能力，显示器因不能同步而造成屏幕画面滚动。,3D图形加速原理 3D图形加速技术，以前主要用于高档图形工作站上的机械、电路和建筑CAD设计。随着3D图形软件特别是3D游戏软件的大量出现，3D图形加速软件技术开始用于PC机，这也就促使3D图形加速硬件技术应用于图形显示卡，推出了3D图形加速卡。画一个三维图形通常需要两个主要步骤，先画出几何图形的线条，再进行图形表面的图像绘制，这两个步骤都需要进行大量的数学计算。如果是动态的3D图形，则还有实时性要求，所以对3D图形的处理仅仅依靠主机还是不行的，必须扩充安装一个3D图形加速卡。目前市场上流行的3D显示卡都是将几何图形的处理交由主机CPU实现，而表面图像的绘制由3D加速卡实现。,DVI接口可以分为两种：仅支持数字信号的DVI-D接口和同时支持数字与模拟信号的DVI-I接口。不过由于成本问题和VGA的普及程度，目前的DVI接口还不能全面取代VGA接口。S端子 S端子 连接电视或显示设备用的！S端子也可以插转换接头连接电视机和显示设备！五、应用程序接口技术 D3D技术 由一系列的硬件驱动程序组成，包括D DRAW（显示）、D INPUT（输入）和D SOUND（声音）。是目前流行的应用程序接口技术 之一。主要用于三维游戏领域。OPEN GL 三维图形处理库，面向三维图形处理和三维游戏。,Direct3D：为访问3D加速设备提供接口。DirectInput：为各种输入设备提供接口，这用来处理游戏的一些外围装置，例如游戏摇杆、gamepad、方向盘、vr手套、力反馈的各种设备等。以往要在Dos下用方向盘来玩赛车游戏，就要先调整好irq、dma等各种设置。而现在DirectInput则使这些设备与游戏配合良好，不需要做特别配置。,DirectPlay：为游戏提供网络功能接口，比如支持通过 TCP/I、IPX 等协议进行游戏中的数据传输，这是为了满足近来流行的网络游戏而开发的api，支持多通信协议，让玩家可以用各种连网方式来进行对战，此外也提供网络对话功能及保密措施。DirectSound：为访问声卡提供接口，支持WAV、MIDI 等文件的直接播放，这是用来处理声音的api，除了播放声音和处理混音之外，还加强了3d音效，并提供了录音功能。前面所举的声卡兼容的例子，就是利用了DirectSound来解决的。,液晶显示器的特点 与CRT显示器相比，液晶显示器具有如下特点：1低电压和小功耗。2体积小、重量轻和超薄平面。3分辨率高。4真实的彩色。5无辐射。6长寿命。7易于实现数字化和大批量自动化生产。8被动式显示。9亮度低、视角小、刷新速率低和价格高。,使用液晶显示器的注意事项 1使用中要特别注意避免压挤、撞击、划伤和腐蚀液晶板。2使用中要特别注意避免潮湿、静电、紫外线照射和过高过低的温度环境。3要注意液晶显示器对市电供应的要求（220V50Hz或110V60Hz），保证它的正常散热。,课后总结：通过本章学习了解显示与显示器的基本知识，掌 握显示器与显卡的性能指标。作业：显卡的连接控制接口有几种？显示器有几种分类？显卡的应用程序接口有几种？,