第6章__顯卡和顯示器.ppt

1、主要知識點：3課時 一、顯示器的分類（了解） 二、CRT顯示器的工作原理及組成（掌握） 三、CRT顯示器的技術(shù)指標(biāo)（掌握） 四、LCD顯示器的參數(shù) （掌握） 五、顯卡的構(gòu)成（掌握） 六、顯卡的種類（掌握） 七、顯卡的性能參數(shù)（掌握）,第7章 顯卡和顯示器,顯示器可按下列方式分類：,一 顯示器的分類,各類顯示器的簡介： 平板顯示器（FPD）分為發(fā)光型和受光型兩大類。 發(fā)光型FPD按工作原理的不同可以分為：等離子體顯示器 （PDP）、電致發(fā)光顯示器（包括ELD和LED）、場發(fā)射顯示 器（FED）、真空熒光顯示器（VFD）等。其中，PDP是近年 來人們最為看好的一種FPD產(chǎn)品。PDP是利用稀有氣體（

2、惰性 氣體）放電產(chǎn)生的真空紫外線激勵熒光粉而發(fā)光的顯示技術(shù)。 目前，各大公司基本上是采用表面放電式的AC-PDP。等離子 體顯示技術(shù)具有易于制作大屏幕顯示設(shè)備和便于數(shù)字化驅(qū)動兩 個顯著特點，另外還具有真彩顯示、視角大、對比度較高，以 及器件結(jié)構(gòu)及制作工藝易于批量生產(chǎn)等特點。這些特點使得人 們預(yù)計PDP在大屏幕的顯示器市場將占有比較重要的地位。 受光型FPD按工作原理的不同可分為：液晶顯示器（LCD）、電致變色顯示器（ECD）電泳顯示器（EPID）、鐵電陶瓷顯示器（PLZT）等。目前在受光型FDP中，LCD已成為主流產(chǎn)品。,CRT顯示器實物圖,1、CRT顯示器的工作原理 CRT顯像管的工作原理是

3、由燈絲、陰極、控制柵組成 電子槍，通電后燈絲發(fā)熱，陰極被激發(fā)，發(fā)射出電子流， 電子流受到帶有高電壓的內(nèi)部金屬層的加速，經(jīng)過透鏡聚 焦形成極細(xì)的電子束，打在熒光屏上，使熒光粉發(fā)光。電 子束在偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場作用下，可以控制其射向熒光 屏的指定位置，電子束打在熒光屏上后會形成一個發(fā)光 點，若干個發(fā)光點就可以組成圖象。RGB三色熒光點被 不同強(qiáng)度的電子束擊中，就會產(chǎn)生各種色彩，通過控制電 子束的強(qiáng)弱和通斷，則可以形成各種絢麗多彩的畫面。一 般蔭罩式顯像管的內(nèi)部有一層類似篩子的網(wǎng)罩，電子束通 過網(wǎng)眼打在呈三角形排列的熒光點上，三把電子槍分別對 應(yīng)RGB三色，所以叫做“三槍三束”顯像管。蔭柵式顯像 管

4、（例如特麗瓏與鉆石瓏）的原理也是一樣，只不過此類 顯像管的網(wǎng)罩是將許多光柵縱向固定在框里形成的。,二 CRT顯示器的工作原理及組成,CRT顯示器顯示示意圖,2、圖形顯示方式的顯示器 其直接將要顯示的圖形或字符的點陣送到顯 示緩沖區(qū)，再由顯示控制電路發(fā)送到屏幕顯示。 常見的刷新率為640*480、800*600、1024*768、 最高1600*1200。 3、字符顯示的顯示器 其把要顯示的內(nèi)容送到主存儲器中的顯示緩 沖區(qū)中，再由該緩沖區(qū)送往字符發(fā)生器，將要顯 示的字符轉(zhuǎn)換為字符的點陣形勢，最后通過視頻 控制電路送到屏幕顯示。最大分辨率為80*25。,4、球面屏幕 技術(shù)比較成熟，隨著視角的改變圖

5、像會發(fā)生 歪斜，容易引起外部光線的反射，降低了對比 度。價格低。目前，只有14英寸顯示器使用。 5、平面直角屏幕 其采用了擴(kuò)張技術(shù)，使傳統(tǒng)的球面管在水平 和垂直方向向外擴(kuò)張。曲率比球面小，接近于平 面，而且四個角是直角。 6、柱面屏幕 顯像管是典型柱面屏幕顯像管，這類顯像管 的特點是從水平方向看呈曲線狀，而在垂直方向 則為平面，它采用條形蔭罩板和帶狀熒屏技術(shù)， 透光性好，因此亮度 高，色彩鮮明，適合對色彩 表現(xiàn)要求高的場合。,7、純平 純平顯示器是指顯像管的外表面無論在水平 方向上，還是垂直方向上都沒有任何弧度存在， 屏幕的外表面從邊緣到中央都水平如鏡。使用這 種顯像管的顯示器就叫做純平顯示器

6、。由于不存 在邊緣的彎曲，所以它可以有效地避免因光線折 射所產(chǎn)生的畫面扭曲和變形。此外，平整的表面 可以使光線定向反射，再加上顯示器采用的各種 防眩光、防反射、防輻射涂層，從而大大降低了 用戶長時間凝視屏幕的眩目感和疲勞感。純平顯 像管還具有更寬的視角，普通的顯示器視角約 160度左右，而純平顯管理論上可以達(dá)到180度。,三 CRT顯示器的技術(shù)指標(biāo),1、屏幕尺寸 尺寸是衡量顯示器屏幕大小的技術(shù)指標(biāo)，尺 寸是用顯像管的對角線的距離來表示，單位是英寸（1Inch=2.54cm）。目前常見的有：14英寸、15英寸、17英寸、21英寸等。 2、點距 是指屏幕上相鄰兩個同色點對角線的距離， 點距越小，顯

7、示器顯示圖形越清晰，點距越小意 味著單位顯示區(qū)內(nèi)可以顯示更多的像點。點距的 單位是mm。用顯示區(qū)域的長和高分別除以點距 即可得到其極限顯示像點數(shù)。,3、分辨率 分辨率是指屏幕上能容納的像素的個數(shù)，分 辨率越高，屏幕上顯示的像素個數(shù)也就越多，圖 像也就越細(xì)膩，能夠顯示的內(nèi)容也就越多。分辨 率受到點距和屏幕尺寸的限制。分辨率不僅與顯 示器的尺寸有關(guān)，還與顯卡性能有關(guān)。 4、刷新頻率 刷新頻率是指每秒鐘刷新屏幕的次數(shù)，刷新 頻率分為垂直刷新率和水平刷新率。,5、帶寬 指顯示器一秒鐘能顯示的像素點的多少，以 MHZ為單位，表明顯示器電路可處理的頻率范 圍，帶寬的表達(dá)式為： 水平分辨率*垂直分辨率*刷新

8、頻率*1.5（額外開銷） 6、像素 像素是指顯示器上所能顯示的最小單元。在 彩色顯示器中，每個像素都是由三個色彩構(gòu)成 的，由于每個色彩的亮度可在0-255變化，從而構(gòu) 成了1600萬種顏色，即真彩色。,7、灰度和色彩深度 灰度是指顯示器能改變的亮度的級別數(shù)。 色彩深度是指計算機(jī)中表示色彩的二進(jìn)制位 數(shù)。一般有1位、4位、8位、16位和32位，1位只 能表示2種色彩；8位只能表示256種；16位能表 示65536種色彩（高彩色）32位可達(dá)1600萬種色 彩（真彩色）。 8 、 CRT涂層 電子束撞擊熒光屏和外界光源照射均會使 顯示器屏幕產(chǎn)生靜電、反光、閃爍等現(xiàn)象，不 僅干擾圖像清晰度，還可能直接

9、危害使用者的 視力健康。因此通常的CRT均附著表面涂層以 降低不良影響。,四 液晶顯示器的分類,1、DSTN-LCD DSTN-LCD顯示屏上每個像素的亮度與對比 度是不能單獨控制的。因此DSTN-LCD又被稱為 偽彩顯。DSTN-LCD主要用于早期的筆記本電 腦，目前在計算機(jī)領(lǐng)域多采用TFT-LCD。 2、TFT-LCD TFT-LCD屏幕上的每一個像素由集成在像素 點后面的薄膜晶體管控制。使每個像素可以被單 獨控制，從而顯示出更真實的效果。目前筆記本 電腦使用的顯示屏和個人計算機(jī)使用的液晶顯示 器都采用的是TFT-LCD。,五 液晶顯示器的參數(shù),1、點距 受技術(shù)方面的限制，液晶顯示器的點距

10、比 CRT顯示器略大，普遍為0.927mm，高端的液晶 顯示器點距可達(dá)0.264mm。 2、分辨率 一般情況下，最高分辨率即為其最佳分辨 率。無特殊情況最好使其工作在最佳分辨率下， 否則可能出現(xiàn)顯示錯誤的情況，如文字顯示不清 楚等?，F(xiàn)主流17英寸液晶顯示器的分辨率可達(dá) 1280*1024。,3、刷新頻率 液晶顯示器采用背部連續(xù)光源，因此液晶顯 示器刷新頻率即使在65Hz以下，人眼也不會感覺 到顯示器的閃爍。15英寸液晶顯示器一般在 1024*768的最佳分辨率下，其刷新頻率可達(dá)到 75Hz。 4、亮度與對比度 亮度與對比度是液晶顯示器較重要的技術(shù)指標(biāo) 之一，現(xiàn)在的液晶顯示器亮度多達(dá)350CD/

11、m2，有 的液晶顯示器亮度甚至達(dá)到了500CD/m2。在對比 度方面，液晶顯示器的對比度越高，顯示的效果 也越佳，如15英寸液晶顯示器的對比度可達(dá) 400:1。,5、響應(yīng)時間 液晶顯示器的響應(yīng)時間以ms（毫秒）為單 位，指的是一個亮點轉(zhuǎn)換為暗點的速度。響應(yīng)時 間較長時，用戶會看到顯示屏有拖尾的現(xiàn)象，目 前15英寸液晶顯示器的響應(yīng)時間多為8ms或 2ms，已完全消除拖尾現(xiàn)象。 7、壞點 由于液晶顯示器的顯示面板采用的是一個個 的發(fā)光點，因此難免會出現(xiàn)壞點現(xiàn)象。所謂的壞 點是指某一點的顏色不會再發(fā)生任何變化。,六 顯卡概述,1、顯卡的作用 在程序運行中，根據(jù)CPU所提供的數(shù)據(jù)和指 令，對程序運行的

12、過程和結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理并 轉(zhuǎn)換成顯示器能夠接收的文字和圖像信號后，通 過顯示器輸出，從而使計算機(jī)使用者可以直接對 計算機(jī)進(jìn)行操作和控制，可單獨進(jìn)行圖處理和加 速圖形處理（提高計算機(jī)的整體性能和減輕CPU 的負(fù)擔(dān)） 。,ATI HD 4890對NVIDIA GTX 275,工作原理,數(shù)據(jù)（data）從總線（bus）進(jìn)入GPU （Graphics Processing Unit，圖形處理器）-將CPU送來的數(shù)據(jù)送到GPU（圖形處理器）里面進(jìn)行處理。從 video chipset（顯卡芯片組）進(jìn)入video RAM（顯存）-將芯片處理完的數(shù)據(jù)送到顯存。從顯存進(jìn)入Digital Analog Con

13、verter （= RAM DAC，隨機(jī)讀寫存儲模數(shù)轉(zhuǎn)換器），-將顯示顯存讀取出數(shù)據(jù)再送到RAM DAC進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的工作（數(shù)碼信號轉(zhuǎn)模擬信號）。從 DAC 進(jìn)入顯示器 （Monitor）-將轉(zhuǎn)換完的模擬信號送到顯示屏。顯示效能是系統(tǒng)效能的一部份，其效能的高低由以上四步所決定，它與顯示卡的效能（video performance） 不太一樣，如要嚴(yán)格區(qū)分，顯示卡的效能應(yīng)該受中間兩步所決定，因為這兩步的資料傳輸都是在顯示卡的內(nèi)部。第一步是由 CPU（運算器和控制器一起組成了計算機(jī)的核心，成為微處理器或中央處理器，即CPU）進(jìn)入到顯示卡里面，最后一步是由顯示卡直接送資料到顯示屏上。,基本結(jié)構(gòu),1）

14、GPU（類似于主板的CPU） 全稱是Graphic Processing Unit，中文翻譯為“圖形處理器”。NVIDIA公司在發(fā)布GeForce 256圖形處理芯片時首先提出的概念。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴，并進(jìn)行部分原本CPU的工作，尤其是在3D圖形處理時。GPU所采用的核心技術(shù)有硬件T&L（幾何轉(zhuǎn)換和光照處理）、立方環(huán)境材質(zhì)貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等，而硬件T&L技術(shù)可以說是GPU的標(biāo)志。GPU的生產(chǎn)主要由nVidia與ATI兩家廠商生產(chǎn)。,2）顯存（類似于主板的內(nèi)存） 顯示內(nèi)存的簡稱。顧名思義，其主要功能就是暫時將儲存顯示芯片要處理

15、的數(shù)據(jù)和處理完畢的數(shù)據(jù)。圖形核心的性能愈強(qiáng)，需要的顯存也就越多。以前的顯存主要是SDR的，容量也不大。市面上的顯卡大部分采用的是GDDR3顯存，現(xiàn)在最新的顯卡則采用了性能更為出色的GDDR4或GDDR5顯存。顯存主要由傳統(tǒng)的內(nèi)存制造商提供，比如三星、現(xiàn)代、Kingston等。,3）顯卡bios（類似于主板的bios） 顯卡BIOS 主要用于存放顯示芯片與驅(qū)動程序之間的控制程序，另外還存有顯示卡的型號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家及出廠時間等信息。打開計算機(jī)時，通過顯示BIOS 內(nèi)的一段控制程序，將這些信息反饋到屏幕上。早期顯示BIOS 是固化在ROM 中的，不可以修改，而多數(shù)顯示卡則采用了大容量的EPROM

16、，即所謂的Flash BIOS，可以通過專用的程序進(jìn)行改寫或升級。 4）顯卡PCB板（類似于主板的PCB板） 就是顯卡的電路板，它把顯卡上的其它部件連接起來。功能類似主板。,八 顯卡的接口,目前所使用的總線大體上是趨于并行式的聯(lián)接界面，包括了AGP接口，并行聯(lián)接界面最大的一個問題即是，信號的傳遞需要依賴于時鐘頻率與電壓。無論發(fā)送端還是接收端，即使在已完成發(fā)送或接收信號的工作，但依然需要花費時間在等待下一個傳輸周期的到來，而傳輸周期一般以總線頻率為主。,接口的種類：,九 顯卡的種類,3D技術(shù)：它是 3Dmax 、 OpenGL、Auto CAD、Driect 3D的接口,可實現(xiàn)視頻會議、電視解壓

17、、PC轉(zhuǎn)TV或DVD功能,十 3D圖型加速技術(shù),1、T-Buffer T-Buffer技術(shù)解決了許多存在于計算機(jī)3D圖形中由邊 緣鋸齒引起的問題。邊緣鋸齒是由于源圖像的采樣率過低 引起屏幕上的圖像顯示錯誤。T-Buffer在空間、時間和焦 距上解決了邊緣鋸齒問題。 2、全屏抗鋸齒 游戲引擎使用Direct 3D 或 OpenGL創(chuàng)建一個3D環(huán) 境，這些3D API都使用三角形作為基本塊，每個三角形 在3D空間中有一個坐標(biāo)，通過特殊的驅(qū)動程序可計算坐 標(biāo)的轉(zhuǎn)換和光線處理。,3、環(huán)境凹凸貼圖技術(shù) 環(huán)境凹凸貼圖技術(shù)通過對物體表面凹凸不平 的映射，再加以實時光源來表現(xiàn)真實細(xì)膩的圖 像，微軟Direct X6.1以上版本已包含該技術(shù)。 4、T&L 它能在不增加物體多邊形的前提下，進(jìn)一步 提高物體表面的邊緣圓滑程度，使圖像更真實、 準(zhǔn)確和生動，此外光源的作用也得到了重視。 5、W-Buffer技術(shù) 可在三維效果中對更細(xì)致的物體進(jìn)行處理， 從而達(dá)到非常好的效果 。,十一 顯卡的性能參數(shù),1、真彩色 為每個色素分配3個字節(jié)的DAC（24位）， 那么，每個像素可顯示的顏色數(shù)可達(dá)1680萬種， 稱為“真彩色”又稱為“32位色”，現(xiàn)在有的顯示卡 已經(jīng)達(dá)到32位色的水平