显示卡和显示器.ppt
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1、第第6章章 显示卡和显示器显示卡和显示器 茂名广播电视大学n n知识要点知识要点 了解显示卡的结构了解显示卡的结构 了解显示芯片的种类和技术指标了解显示芯片的种类和技术指标 了解显示器的类型了解显示器的类型 了解显示器的工作原理了解显示器的工作原理 了解显示器的技术指标了解显示器的技术指标茂名广播电视大学n n显示卡是显示卡是CPU与显示器之间的接口电路,与显示器之间的接口电路,因此也叫显示适配器。显卡的作用是在因此也叫显示适配器。显卡的作用是在CPU的控制下将显示数据转换为视频和同的控制下将显示数据转换为视频和同步信号传输到显示器。步信号传输到显示器。n n显示器(显示器(Monitor)则
2、是微机系统中必不可)则是微机系统中必不可少的输出设备,是人机交互的重要界面,少的输出设备,是人机交互的重要界面,通过显示器将计算机处理后的信息显示出通过显示器将计算机处理后的信息显示出来。来。茂名广播电视大学【案例6.1】认识显示卡n n要求如下:要求如下:1认识显示卡的结构组成。认识显示卡的结构组成。2了解显示卡工作原理及应用。了解显示卡工作原理及应用。茂名广播电视大学1、认识显示卡的结构、认识显示卡的结构n n(1)显示卡的组成:显示卡由显示芯片、)显示卡的组成:显示卡由显示芯片、RAMDAC、显存、显卡、显存、显卡BIOS和显卡接口组和显卡接口组成。成。茂名广播电视大学图6-1 显示卡外
3、形图 茂名广播电视大学n n(2)显示芯片:在显卡电路板中最明显的)显示芯片:在显卡电路板中最明显的核心部件,它决定了显卡的性能高低,目核心部件,它决定了显卡的性能高低,目前主流显卡芯片的性能很高,其功耗也大,前主流显卡芯片的性能很高,其功耗也大,因而加装有散热片或散热风扇。拆下散热因而加装有散热片或散热风扇。拆下散热热风扇和散热片即可看到显卡所使用的显热风扇和散热片即可看到显卡所使用的显示芯片,通常显示芯片上会标注出商标、示芯片,通常显示芯片上会标注出商标、型号、生产日期、编号和生产厂商等信息。型号、生产日期、编号和生产厂商等信息。例如例如“ATI”、“nVIDIA”等显示芯片。等显示芯片。
4、茂名广播电视大学n n(3)RAMDAC:随机存取数模转换器:随机存取数模转换器(RAM Digital Analog Converter)的功能)的功能是将显存中的数字信号转换为模拟信号。是将显存中的数字信号转换为模拟信号。它的工作频率高低决定着显卡的刷新率和它的工作频率高低决定着显卡的刷新率和最大分辨率。其寄存器的位数决定着显卡最大分辨率。其寄存器的位数决定着显卡能达到的颜色数。目前主流显卡能达到的颜色数。目前主流显卡RAMDAC的工作频率达到了的工作频率达到了350MHZ以上,寄存器位以上,寄存器位数达到了数达到了128bit。通常。通常RAMDAC被集成在显被集成在显示芯片中。示芯片中
5、。茂名广播电视大学n n(4)显存:是用于存放显示芯片处理后的)显存:是用于存放显示芯片处理后的数据。主流显卡的显存分为帧缓存和纹理数据。主流显卡的显存分为帧缓存和纹理缓存。帧缓存负责存储像素的明暗、缓存。帧缓存负责存储像素的明暗、Alpha比例、比例、Z-Buffer数据等,纹理缓存负责与芯数据等,纹理缓存负责与芯片中的纹理映射单元相连,存储像素的纹片中的纹理映射单元相连,存储像素的纹理映射数据。显存芯片采用了理映射数据。显存芯片采用了SDRAM、SGRAM或或DDR,其容量的大小决定了显卡,其容量的大小决定了显卡的最大分辨率。的最大分辨率。茂名广播电视大学n n(5)显卡)显卡BIOS:用
6、于存放显示芯片的型号、:用于存放显示芯片的型号、规格、生产日期和控制程序等,与主板规格、生产日期和控制程序等,与主板BIOS的功能相同。在计算机启动时,通常的功能相同。在计算机启动时,通常会显示出当前显卡的信息。会显示出当前显卡的信息。茂名广播电视大学n n(6)显卡接口:显卡的接口有)显卡接口:显卡的接口有PCI接口和接口和AGP接口,因主机接口的不同,显卡被分接口,因主机接口的不同,显卡被分为为PCI显卡、显卡、AGP显卡。显卡。茂名广播电视大学n nAGP是加速图形接口,是专门用于提高图是加速图形接口,是专门用于提高图形显示速度而发展起来的总线形式,可把形显示速度而发展起来的总线形式,可
7、把内存和显存直接连接起来,其总线宽度为内存和显存直接连接起来,其总线宽度为128位,工作频率达到位,工作频率达到133MHZ,数据传输,数据传输率可高达率可高达1Gbit/s,是新一代图形显示卡的,是新一代图形显示卡的标准接口方式,并发展了标准接口方式,并发展了AGP 2X、AGP 4X直到目前的直到目前的AGP 8X的的AGP显卡。显卡。n n目前一种新型接口目前一种新型接口PCI-Express已经代替了已经代替了AGP的地位。的地位。PCI Express是新一代的总线是新一代的总线接口。目前,接口。目前,PCI Express X1和和PCI Express X16成为成为PCI Ex
8、press主流规格。主流规格。茂名广播电视大学图6-2 显示卡视频输出口VGA输出口输出口S端子输出口端子输出口DVI输出口输出口茂名广播电视大学2、了解显示卡的工作原理和应用、了解显示卡的工作原理和应用 n n(1)显卡的工作原理是:由)显卡的工作原理是:由CPU向向GPU(图形处理器)发出指令,当(图形处理器)发出指令,当GPU处理完处理完成后,将数据传输至显存,显存进行数据成后,将数据传输至显存,显存进行数据读取并将数据传送到读取并将数据传送到RAMDAC,由,由RAMDAC将数字信号转换成模拟信号传送将数字信号转换成模拟信号传送至显示器显示出来。至显示器显示出来。茂名广播电视大学n n
9、(2)显示卡按应用可分为普通显示卡和集)显示卡按应用可分为普通显示卡和集成显示卡。主板集成显示卡,随着主板芯成显示卡。主板集成显示卡,随着主板芯片组集成度和功能的提高,为降低应用成片组集成度和功能的提高,为降低应用成本,许多主板将显示芯片集成在主板芯片本,许多主板将显示芯片集成在主板芯片组中,显示卡相关的其它电路元件集成到组中,显示卡相关的其它电路元件集成到主板上,并分配部分内存作为动态显存。主板上,并分配部分内存作为动态显存。在主板的外设接口中占用一个串口的位置在主板的外设接口中占用一个串口的位置作为显示器接口。作为显示器接口。茂名广播电视大学【案例小结】【案例小结】n n本案例讲述了显卡的
10、结构,以及显卡的工本案例讲述了显卡的结构,以及显卡的工作原理,从而知道计算机系统的显示性能作原理,从而知道计算机系统的显示性能由显卡的性能决定,而显示卡的性能取决由显卡的性能决定,而显示卡的性能取决于显示芯片的性能强弱和显存的大小。能于显示芯片的性能强弱和显存的大小。能识别显卡的外部接口与对应的显示输出设识别显卡的外部接口与对应的显示输出设备。备。茂名广播电视大学【案例6.2】了解显卡芯片类型n n要求如下:要求如下:1了解显示芯片发展中的两大重要产品系列。了解显示芯片发展中的两大重要产品系列。2了解显示卡的技术指标。了解显示卡的技术指标。茂名广播电视大学n n显示芯片是显卡的显示芯片是显卡的
11、CPU,是显卡上最核心,是显卡上最核心的部件,在显卡的发展过程中,出现了许的部件,在显卡的发展过程中,出现了许多专业从事显示芯片开发和生产的厂商,多专业从事显示芯片开发和生产的厂商,但到目前为止,最主要的有两家厂商,一但到目前为止,最主要的有两家厂商,一家是将其显示芯片称为家是将其显示芯片称为GPU(图形处理器)(图形处理器)的的nVIDIA,另一家是将其显示芯片称为,另一家是将其显示芯片称为VPU(视觉处理器)的(视觉处理器)的ATI。两家都是专门。两家都是专门从事显示芯片开发及生产的厂商,它们推从事显示芯片开发及生产的厂商,它们推出的产品在市场中占有绝对的优势和市场出的产品在市场中占有绝对
12、的优势和市场份额。份额。茂名广播电视大学1、了解显示芯片的发展中两大产品系列、了解显示芯片的发展中两大产品系列 n n(1)nVIDIA系列显示芯片系列显示芯片n nnVIDIA创立于创立于1993年,是一家主要从事绘年,是一家主要从事绘图处理及媒体通讯设备研发和生产厂商。图处理及媒体通讯设备研发和生产厂商。TNT系列和系列和Geforce系列是其代表产品。系列是其代表产品。茂名广播电视大学n n1999年推出的年推出的TNT2系列显卡一举击败了当系列显卡一举击败了当时在图形加速卡市场占居主导地位的时在图形加速卡市场占居主导地位的3dfx的的Voodoo3和老牌显卡厂商和老牌显卡厂商S3的的S
13、avege4,成,成为市场主流,并一直占居市场主导地位至为市场主流,并一直占居市场主导地位至今。今。茂名广播电视大学n nnVIDIA系列显示芯片从诞生到现在共有系列显示芯片从诞生到现在共有TNT、TNT2系列、系列、GeForce256、GeForce2系列、系列、GeForce3系列、系列、GeForce4 MX系列、系列、GeForce4 Ti系列、系列、GeForce FX5200系列、系列、GeForce FX5600系列和系列和GeForce FX5800系系列等。目前市场流行的有列等。目前市场流行的有GeForce FX5200系列、系列、GeForce FX5600系列和系列和
14、GeForce FX5800系列等。系列等。茂名广播电视大学图6-3 TNT系列显示芯片 茂名广播电视大学图6-4 TNT2系列显示芯片 茂名广播电视大学图6-5 GeForce256显示芯片 茂名广播电视大学图6-7 GeForce3显示芯片 茂名广播电视大学图6-8 GeForce 4显示芯片 茂名广播电视大学图6-9 GeForce FX5500显示芯片 茂名广播电视大学n n(2)ATI系列显示芯片系列显示芯片n nATI的显示芯片也是当前市场主流产品,的显示芯片也是当前市场主流产品,nVIDIA的显示芯片以速度取胜,的显示芯片以速度取胜,ATI显示显示芯片是以画质出名。自从芯片是以画
15、质出名。自从ATI推出推出Radeon(镭)系列显示芯片后,即在显示(镭)系列显示芯片后,即在显示芯片领域形成了两家竞争的局面,这种竞芯片领域形成了两家竞争的局面,这种竞争促进了显示芯片的快速发展。争促进了显示芯片的快速发展。茂名广播电视大学n nRadeon7500系列采用了双头显示技术,内系列采用了双头显示技术,内建两个建两个RAMDAC,0.15微米工艺,芯片工作微米工艺,芯片工作频率频率290MHZ,显存频率,显存频率230MHZ,分类标,分类标准版和简化版准版和简化版Radeon7500 LE。n nRadeon8500系列采用系列采用0.15微米工艺,集成微米工艺,集成6000万个
16、晶体管。万个晶体管。Radeon9000系列内核频系列内核频率率275MHZ,显存,显存128位,频率位,频率550MHZ。茂名广播电视大学图6-11 Radeon7500显示芯片 图6-12 Radeon8500显示芯片茂名广播电视大学n nRadeon9200系列主要针对低端市场,而系列主要针对低端市场,而Radeon9500针对中高端市场,并支持针对中高端市场,并支持DirectX 9。n nRadeon9600系列是首款采用系列是首款采用0.13微米工艺微米工艺ATI产品,支持产品,支持128MB 128位位DDR II显存。显存。茂名广播电视大学图6-13 Radeon9000显示芯
17、片 图6-14 Radeon9600显示芯片茂名广播电视大学2、了解显示卡的技术指标、了解显示卡的技术指标 n n(1)分辩率:显卡输出到显示器的视频信)分辩率:显卡输出到显示器的视频信号,是由一系列的像素点构成的。分辨率号,是由一系列的像素点构成的。分辨率就是指显示卡能在显示器上描绘的点的数就是指显示卡能在显示器上描绘的点的数量,通常以量,通常以“横向点数横向点数纵向点数纵向点数”表示。表示。由于显示器呈长方形,所以一般来说水平由于显示器呈长方形,所以一般来说水平点数大于垂直点数。例如点数大于垂直点数。例如“1024768”,就表示在显示器上横向有就表示在显示器上横向有1024个点,纵向有个
18、点,纵向有768个点。个点。茂名广播电视大学n n(2)刷新频率:图像在屏幕上更新的速度,)刷新频率:图像在屏幕上更新的速度,即屏幕图像每秒出现的次数,它的单位是即屏幕图像每秒出现的次数,它的单位是赫兹(赫兹(Hz)。)。茂名广播电视大学n n刷新频率越高,屏幕上图像闪烁感就越小,稳定刷新频率越高,屏幕上图像闪烁感就越小,稳定刷新频率越高,屏幕上图像闪烁感就越小,稳定刷新频率越高,屏幕上图像闪烁感就越小,稳定性就越高。一般情况下人的眼睛不容易察觉到性就越高。一般情况下人的眼睛不容易察觉到性就越高。一般情况下人的眼睛不容易察觉到性就越高。一般情况下人的眼睛不容易察觉到75Hz75Hz以上刷新频率
19、带来的闪烁感,因此最好能将以上刷新频率带来的闪烁感,因此最好能将以上刷新频率带来的闪烁感,因此最好能将以上刷新频率带来的闪烁感,因此最好能将显示卡刷新频率调到显示卡刷新频率调到显示卡刷新频率调到显示卡刷新频率调到75Hz75Hz以上。以上。以上。以上。n n并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到75Hz75Hz以上的刷新频率(这个性能取决于显示卡上以上的刷新频率(这个性能取决于显示卡上以上的刷新频率(这个性能取决于显示卡上以上的刷新频率(这个性能取决于显示卡上RAM
20、DACRAMDAC的速度),而且显示器也可能因为带宽的速度),而且显示器也可能因为带宽的速度),而且显示器也可能因为带宽的速度),而且显示器也可能因为带宽不够而不能达到要求。不够而不能达到要求。不够而不能达到要求。不够而不能达到要求。茂名广播电视大学n n(3)显存:显示卡的主芯片在整个显示卡)显存:显示卡的主芯片在整个显示卡中的地位固然重要,但显存的速度以及带中的地位固然重要,但显存的速度以及带宽直接影响着显示卡的性能高低。显存也宽直接影响着显示卡的性能高低。显存也存在速度的差别,显存的速度直接关系到存在速度的差别,显存的速度直接关系到显示卡的整体性能。使用相同芯片的显示显示卡的整体性能。使
21、用相同芯片的显示卡,显存越快,显示卡的速度也就越快。卡,显存越快,显示卡的速度也就越快。显存带宽决定着显示卡可以支持更高的分显存带宽决定着显示卡可以支持更高的分辨率、更大的色深和更高的刷新率。辨率、更大的色深和更高的刷新率。茂名广播电视大学【案例小结】【案例小结】n n显示芯片是显卡的中央处理器,是显卡上显示芯片是显卡的中央处理器,是显卡上最核心的部件,它决定了显卡的性能高低。最核心的部件,它决定了显卡的性能高低。目前在主流市场的桌面显示系统中目前在主流市场的桌面显示系统中nVIDIA和和ATI的芯片占有绝对优势,显示芯片的集的芯片占有绝对优势,显示芯片的集成度大幅提高,显示芯片承担了显示数据
22、成度大幅提高,显示芯片承担了显示数据的处理和输出,使的处理和输出,使CPU更多地用于执行应更多地用于执行应用程序,提高了计算机系统的性能。用程序,提高了计算机系统的性能。nVIDIA的的Geforce系列和系列和ATI的的Radeon系列系列成为市场主流。成为市场主流。茂名广播电视大学【知识回顾与延伸】【知识回顾与延伸】n nAGP的意思是图形加速接口,也称的意思是图形加速接口,也称AGP总总线。线。AGP是一种新型接口标准,可直接向是一种新型接口标准,可直接向图形分支系统的存储器提供高速带宽。这图形分支系统的存储器提供高速带宽。这种端口减轻了种端口减轻了PCI总线传输速度慢的瓶颈状总线传输速
23、度慢的瓶颈状况,使图形加速卡计算速度更快。相比之况,使图形加速卡计算速度更快。相比之下,下,AGP 非常单一,只是图形加速卡使用非常单一,只是图形加速卡使用的一个专用的图形连通线。的一个专用的图形连通线。茂名广播电视大学n n目前主流显卡大多为目前主流显卡大多为64M的显存,采用的显的显存,采用的显存有存有DDR与与SDR之分,之分,DDR比比SDR好的原好的原因在于能够提供更大的显存带宽,使其显因在于能够提供更大的显存带宽,使其显卡的速度有一定的提升,同时也能带来超卡的速度有一定的提升,同时也能带来超频的成功率。如果只是普通的上网,处理频的成功率。如果只是普通的上网,处理文字及简单的图片与简
24、单的游戏,文字及简单的图片与简单的游戏,64M显存显存的显卡就已经足够用。而如果想做一些大的显卡就已经足够用。而如果想做一些大尺寸的图片处理与尺寸的图片处理与3D设计,最好用设计,最好用128M以以上的显存,这样有利于提高显卡在进行图上的显存,这样有利于提高显卡在进行图像渲染的速度及质量。像渲染的速度及质量。茂名广播电视大学【案例6.3】了解显示器的类型和各类显示器的工作原理n n要求如下:要求如下:1了解显示器的类型。了解显示器的类型。2理解显示器的工作原理。理解显示器的工作原理。茂名广播电视大学n n显示器通常按工作原理可分为阴极射线管显示器通常按工作原理可分为阴极射线管显示器(显示器(C
25、RT)、液晶显示器()、液晶显示器(LCD)和)和等离子显示器(等离子显示器(PDP)。)。CRT显示器的应显示器的应用历史最长,应用面最广,但随着用历史最长,应用面最广,但随着LCD显显示器的生产成本下降,逐渐有被示器的生产成本下降,逐渐有被LCD显示显示器取代的趋势,而器取代的趋势,而PDP显示器作为新型的显示器作为新型的显示技术,能很好的满足大型显示面积的显示技术,能很好的满足大型显示面积的应用要求。应用要求。茂名广播电视大学1、显示器的分类、显示器的分类 n n显示器可按显示颜色分为单色、黑白和彩显示器可按显示颜色分为单色、黑白和彩色三类;也可按显示屏大小分为色三类;也可按显示屏大小分
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