第6章显卡和显示器.ppt

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1、第六章,显卡与显示器,第六章 显卡与显示器,本章重点内容,显卡的类型、结构组成及主要技术指标,LCD显示器的工作原理,CRT显示器的工作原理,第六章 显卡与显示器,显示器的连接示意,显示卡通过系统I/O总线与主机连接，早期采用ISA、VESA，后来改用PCI目前多采用AGP、PCI-E。,显示卡的性能指标，即输出的视频和同步信号的质量高低，决定着系统信息显示的最高分辨率和彩色深度，即画面的清晰程度和色彩的丰富程度。显示驱动程序是与显示卡一一对应的配套软件，它控制着显示卡的工作和显示方式的设置。显示器则负责将显示卡输出的高质量视频信号转换为高质量的屏幕画面,显示模式,CGA、VGA、TVGA、S

2、VGA等显示模式，主要是指显示屏幕上图像分辨率的高低，目前的显示卡和显示器可以兼容各种标准显示模式。显示系统经历了由CGA（16色）、EGA、VGA到SVGA的发展过程。,CGA,EGA,VGA,SVGA,TVGA,XGA的含义,CGA(Color Graphic Adaptor)彩色图形适配器。显示 16 种色彩,640X200 EGA(Enhanced Graphics Adaptor)增强型图形适配器,16 种色彩,640X350 VGA(Video Graphic Adaptor)视频图形适配器*64048016色*64035016色*32020016色*320200256色,SVGA

3、：Super Video Graphics Array，VGA的替代品，支持800600分辨率，屏幕大小为12.1英寸TVGA：1024x768，256色 XGA：Extended Graphics Array，是一种笔记本普遍采用的LCD屏幕 SXGA:Super Extended Graphics Array，显示分辨率为12801024,VESA,SVGA、XGA、UXGA等都是由VESA（Video Eletronics Standard Association，视频电子标准协会）在VGA基础上推出的扩展标准,字符显示原理,每一个字符对应显示卡内存（VRAM）中的两个字节。其中偶字节称

4、作字符代码，用于到字符发生器（RAM）中去查找与该字符代码相对应的字形（也叫字模）。奇字节称作字符属性代码，用于确定该字符窗口中字形的前景颜色、背景颜色和属性修饰。,EGA/VGA显示卡的字符显示原理,图形显示原理,屏幕上每个点直接同显存（VRAM）中的二进制数据相对应，按照每一个点所对应的二进制数的位数，来确定一个点可显示的彩色数。如，每一个点以8位二进制数表示，则彩色数为256色，即屏幕上的每一个点的颜色都可以在256色中选1色。,EGA/VGA卡的图形显示原理,6.1 显卡概述,显卡又称为视频卡、视频适配器、图形加速卡、图形适配器和显示适配器等。是连接主机与显示器的接口卡，其作用是将主机

5、的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到显示器上显示。,第六章 显卡与显示器,6.1.1显卡的组成,显示芯片GPU（Graphic Processing Unit）是显卡上最大的芯片，是显卡的核心部件，GPU在显卡中的地位，相当于电脑中CPU的地位，GPU的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。NVIDIA公司在发布GeForce 256图形处理芯片时首先提出的概念,1显示芯片：GPU（类似于主板的CPU）,第六章 显卡与显示器,TSOP PQFP,MBGA FBGA,2显存,显存是用来存储要处理的图形信息的部件。类似于主板的内存,RAMDAC的作用是将显存中的数

6、字信号转换成显示器能够识别的模拟信号。RAMDAC的数/模转换速率影响显卡的刷新频率和最大分辨率。刷新频率越高，图像越稳定。分辨率越高，图像越细腻。,3随机存取存储器数/模转换器RAMDAC,第六章 显卡与显示器,4显卡BIOS（类似于主板的bios）,显卡BIOS芯片中储存了显卡的硬件控制程序和相关信息，还用于显卡上各器件之间正常运行时的控制和管理，所以BIOS程序的技术质量（合理性和功能）必将影响显卡最终的产品技术特性。,1）VGA接口,5输出接口,第六章 显卡与显示器,2）DVI接口,DVI-D接口,DVI-I接口,3）TV Out接口,第六章 显卡与显示器,4）S-Video接口,显卡

7、接到CPU送来的显示指令后，GPU开始按照指令对有关数据进行处理，处理完后的图形数据保存在显存中，随后RAMDAC从显存中读取数据并将这些数字信号转换为模拟信号，再通过显卡上的输出接口将信号输出至显示器。,6.1.2 显卡工作原理,第六章 显卡与显示器,6.1.3 集成显卡与独立显卡的区别,独立显卡单独安装有显存，一般不占用系统内存，在技术上也较集成显卡先进得多，比集成显卡能够得到更好的显示效果和性能，容易进行显卡的硬件升级；其缺点是系统功耗有所加大，发热量也较大，需额外花费购买显卡的资金。,1.ISA接口:工作频率8MHz左右，16位插槽，最大传输率16MB/sec,6.1.4 显卡的分类,

8、第六章 显卡与显示器,2PCI接口 Intel 1991年,传输带宽133MB/s(33MHz*32bit/s)1993年又提出64bit的PCI总线，后来又把PCI 总线频率提升到66MHz。PCI接口的速率最高266MB/S,3AGP接口:工作频率为66MHz 英特尔1996年7月AGP 1.0:1X 266MB/s和 2X 533MB/s。98.5 AGP 2.0 4X:1066MB/sec,第六章 显卡与显示器,4PCI Express 接口,6.2.1显卡技术指标,6.2 显卡的选购,第六章 显卡与显示器,1分辨率：指显卡在显示器屏幕上所能描绘的像素数目。2色深：也称颜色数，是指在一

9、定分辨率下每一个像素能够表现出的色彩数量。3刷新频率：指图像在屏幕上的更新速率，即每秒钟图像在屏幕上出现的次数。4显存容量：叫显示内存容量，是指显示卡上的显示内存的大小。5显存位宽：指显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数。6.显存频率：一般以ns(纳秒)为单位。7.核心频率：指显示核心的工作频率。,影驰 7900GS高清版 512M 显卡（09年）,影驰 7900GS高清版 512M 显卡,显卡芯片：Radeon X1950GT芯片厂商：ATI芯片位宽：256 bit制造工艺：0.08 微米核心代号：RV570LE核心频率：500MHz显存频率：1200MHz显存类型：DDRIII显存容量：

10、256显存位宽：256bit显存描述；采用1.4ns GDDR3显存,显存速度；1.4ns最高分辨率；2048*1536散热方式：散热风扇总线接口：PCI-E 16X输出/输入接口：S-video接口(TV-Out)显示器接口：24针DVI-I接口/15针D型（VGA）接口渲染管线：12条(36个单元)顶点着色单元：8组3DAPI：Microsoft DirectX 9.0C,影驰 GT240黑将X5版(10年),主要参数：芯片厂商：NVIDIA 显卡芯片：GeForce GT240 核心频率：575MHz MHz制造工艺：40纳米 核心代号：GT215 散热方式：散热风扇 显存类型：GDDR

11、3 显存容量(MB)：1024 显存位宽:128bit 显存频率:3600MHz Mhz799元,影驰 GT240黑将X5版,1芯片的核心技术 2认清显存类型 3认清显存厂家 4外观5散热措施,6.2.1显示卡的选购,第六章 显卡与显示器,显示卡的选购 尽量选有研发能力的公司产品；尽量选有自己的制造工厂的公司产品，在品质上有保证；尽量选购主板厂商生产的显卡，一般都有很好的条件来测试主板和显卡的兼容性，而且主板厂商往往能很早拿到新的甚至还未正式公布的主板芯片，所以他们生产的显卡对未来的主板兼容性问题较少，且一但发生问题也容易解决；做工方面，能反映出设计该产品的用心程度。如：注意显卡的金手指部分，

12、做工用料差别很大，从侧面看，做工好的显卡金手指镀得厚，有明显的突起；镀得好反复插拔不易驳落。,1.按显示原理分类 1）CRT显示器 2）LCD显示器 3）LED显示屏 4）等离子显示器,6.2 显示器分类,第六章 显卡与显示器,等离子显示器,CRT显示器,球面柱面：SONY公司的Trinitron(特丽珑)平面直角(FST)纯平面(IFT)：1998,6.3.1 CRT显示器工作原理,6.3 CRT显示器,第六章 显卡与显示器,1电子枪工作原理,电子枪（Electron gun）由灯丝加热阴极，阴极发射电子，然后在加速极电场的作用下，经聚焦极聚成很细的电子束，在阳极高压作用下，获得巨大的能量，

13、以极高的速度去轰击荧光粉层。,画面的形成原理是利用人们眼睛的视觉残留特性和荧光粉的余辉作用，只要三支电子束可以足够快地向所有排列整齐的像素进行激发，就可以看到一幅完整的图像。,2画面的形成,第六章 显卡与显示器,3显示器的扫描方式,有大量排列整齐的像素需要激发，必然要求有规律的电子枪扫描运动才显得高效，通常实现扫描的方式很多，如直线式扫描，圆形扫描，螺旋扫描等等。,CRT工作原理,1点距,6.3.2 CRT显示器性能指标,第六章 显卡与显示器,荫罩式和光栅式显示器点距测量方法,点距是一个衡量画面清晰度的指标。,2分辨率 分辨率指显示器所能显示的像素数，用“水平方向像素点数垂直方向像素点数”表示

14、，例如：640480、1024768、12801024等。由于图像是由若干个像素点构成，所以像素越多，图像越细腻越精美。,第六章 显卡与显示器,3刷新频率 刷新频率包括垂直刷新频率和水平刷新频率。刷新频率一般是指垂直刷新频率，刷新频率是指显示器每秒的成像次数，水平刷新频率，又称行频，表示显示器从左到右绘制一条水平线所用时间，单位kHz。,4视频带宽,5高亮显示和显亮显示,6环保认证,1.检查主机电源是否工作；2.检查显示器是否加电；3.检查显示卡与显示器信号线接触是否良好；4.检查显示卡是否安装正确；5.检查其他的板卡(包括声卡、解压卡、视频捕捉卡)与主板的插槽接触是否良好；6.检查内存条与主

15、板的接触是否良好。,6.3.3 CRT显示器故障与维修,第六章 显卡与显示器,液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）一种是采用液晶控制透光度技术实现色彩的显示器。液晶显示器的显示物质是液晶。液晶是一种介于液体和固体之间的具有规则性分子排列的有机化合物，既具有液体的流态性质又具有固体的光学性质。如果把它加热会呈现透明的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。当液晶受到电压作用时会发生形变，导致通过它的光的折射角度也发生变化而产生色彩。,6.4 LCD显示器,第六章 显卡与显示器,液晶显示器具有以下特点：（1）低压微功耗；（2）平板型结构，超轻超薄；（3）被动

16、显示型，无眩光，不刺激人眼，不会引起眼睛疲劳；（4）易于彩色化，在色谱上可以非常准确的复现；（5）体积小、能耗低；（6）无电磁辐射，对人体安全；（7）响应时间长、画面有延迟现象。,液晶显示器根据其液晶屏物理结构可以分为扭曲向列型（TNTwisted Nematic）、超扭曲向列型（STNSuper TN）、双层超扭曲向列型（DSTNDual Scan Tortuosity Nomograph）以及薄膜晶体管型（TFTThin Film Transistor）等4类。,6.4.1 LCD显示器的类型,第六章 显卡与显示器,TFT显示屏:TN（扭曲向列型）屏VA（垂直配向）屏 IPS（平面转换）屏

17、CPA（连续焰火状排列）屏,LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。液晶的物理特性是当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开

18、槽平面，液晶分子会顺着槽排列，假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。,6.4.2液晶显示器工作原理,第六章 显卡与显示器,1最佳分辨率(真实分辨率),6.4.3液晶显示器的基本参数,第六章 显卡与显示器,2亮度和对比度,3响应时间,4可视角度,5最大显示色彩数,6刷新频率,7.屏幕坏点,8.厚度,6.5.1 CRT的选购,6.5显示器的选购,第六章 显卡与显示器,考虑对分辨率和刷新率的需求；,在购买大屏幕CRT时，要考虑从显卡的支持度考虑；,最高分辨率与最佳分辨率的区别。,6.5.2 LCD的选购,1买前信息,2.外观,3.品质性能,4谨防上当受骗,5售后服务,习题6 1、2,本章教学要求,第六章 显卡与显示器,