显示卡和显示器幻灯片.ppt
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1、显示卡和显示器第1页,共98页,编辑于2022年,星期六知识要点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器的类型了解显示器的工作原理了解显示器的技术指标第2页,共98页,编辑于2022年,星期六显示卡是CPU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CPU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。显示器(Monitor)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,通过显示器将计算机处理后的信息显示出来。第3页,共98页,编辑于2022年,星期六【案例案例6.1】认识显示卡认识显示卡要求如下:1认识显示卡的结构组成。2了解显示卡工作原理及应用。第
2、4页,共98页,编辑于2022年,星期六1、认识显示卡的结构(1)显示卡的组成:显示卡由显示芯片、RAMDAC、显存、显卡BIOS和显卡接口组成。第5页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-1显示卡外形图第6页,共98页,编辑于2022年,星期六(2)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、型号、生产日期、编号和生产厂商等信息。例如“ATI”、“nVIDIA”等显示芯片。第7页,共98页,编辑于2022年,星期六(3)
3、RAMDAC:随机存取数模转换器(RAMDigitalAnalogConverter)的功能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RAMDAC的工作频率达到了350MHZ以上,寄存器位数达到了128bit。通常RAMDAC被集成在显示芯片中。第8页,共98页,编辑于2022年,星期六(4)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缓存。帧缓存负责存储像素的明暗、Alpha比例、Z-Buffer数据等,纹理缓存负责与芯片中的纹理映射单元相连,存储像素的纹理映射数据。显存芯片
4、采用了SDRAM、SGRAM或DDR,其容量的大小决定了显卡的最大分辨率。第9页,共98页,编辑于2022年,星期六(5)显卡BIOS: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BIOS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。第10页,共98页,编辑于2022年,星期六(6)显卡接口:显卡的接口有PCI接口和AGP接口,因主机接口的不同,显卡被分为PCI显卡、AGP显卡。第11页,共98页,编辑于2022年,星期六AGP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133MHZ,数据
5、传输率可高达1Gbit/s,是新一代图形显示卡的标准接口方式,并发展了AGP2X、AGP4X直到目前的AGP8X的AGP显卡。第12页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-2显示卡视频输出口VGA输出口S端子输出口DVI输出口第13页,共98页,编辑于2022年,星期六2、了解显示卡的工作原理和应用(1)显卡的工作原理是:由CPU向GPU(图形处理器)发出指令,当GPU处理完成后,将数据传输至显存,显存进行数据读取并将数据传送到RAMDAC,由RAMDAC将数字信号转换成模拟信号传送至显示器显示出来。第14页,共98页,编辑于2022年,星期六(2)显示卡按应用可分为普通显示卡和集成显示卡
6、。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作为显示器接口。第15页,共98页,编辑于2022年,星期六【案例小结】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。能识别显卡的外部接口与对应的显示输出设备。第16页,共98页,编辑于2022年,星期六【案例案例6.2】了解显卡芯片类型了解显卡芯片类型要求如下:1了解显示芯片发展中的两大重要产
7、品系列。2了解显示卡的技术指标。第17页,共98页,编辑于2022年,星期六显示芯片是显卡的CPU,是显卡上最核心的部件,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,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GPU(图形处理器)的nVIDIA,另一家是将其显示芯片称为VPU(视觉处理器)的ATI。两家都是专门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份额。第18页,共98页,编辑于2022年,星期六1、了解显示芯片的发展中两大产品系列(1)nVIDIA系列显示芯片nVIDIA创立于1993年,是一家主要从事绘图处理及媒体通讯设备研
8、发和生产厂商。TNT系列和Geforce系列是其代表产品。第19页,共98页,编辑于2022年,星期六1999年推出的TNT2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3dfx的Voodoo3和老牌显卡厂商S3的Savege4,成为市场主流,并一直占居市场主导地位至今。第20页,共98页,编辑于2022年,星期六nVIDIA系列显示芯片从诞生到现在共有TNT、TNT2系列、GeForce256、GeForce2系列、GeForce3系列、GeForce4MX系列、GeForce4Ti系列、GeForceFX5200系列、GeForceFX5600系列和GeForceFX5800系列等
9、。目前市场流行的有GeForceFX5200系列、GeForceFX5600系列和GeForceFX5800系列等。第21页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-3TNT系列显示芯片第22页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-4TNT2系列显示芯片第23页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-5GeForce256显示芯片第24页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-7GeForce3显示芯片第25页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-8GeForce4显示芯片第26页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-9GeForceFX5500显示芯片第27页,共98页,编辑
10、于2022年,星期六(2)ATI系列显示芯片ATI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,ATI显示芯片是以画质出名。自从ATI推出Radeon(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,这种竞争促进了显示芯片的快速发展。第28页,共98页,编辑于2022年,星期六Radeon7500系列采用了双头显示技术,内建两个RAMDAC,0.15微米工艺,芯片工作频率290MHZ,显存频率230MHZ,分类标准版和简化版Radeon7500LE。Radeon8500系列采用0.15微米工艺,集成6000万个晶体管。Radeon9000系列内核频率275MHZ,
11、显存128位,频率550MHZ。第29页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-11Radeon7500显示芯片图6-12Radeon8500显示芯片第30页,共98页,编辑于2022年,星期六Radeon9200系列主要针对低端市场,而Radeon9500针对中高端市场,并支持DirectX9。Radeon9600系列是首款采用0.13微米工艺ATI产品,支持128MB128位DDRII显存。第31页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-13Radeon9000显示芯片图6-14Radeon9600显示芯片第32页,共98页,编辑于2022年,星期六2、了解显示卡的技术指标(1)分辩率
12、: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。分辨率就是指显示卡能在显示器上描绘的点的数量,通常以“横向点数纵向点数”表示。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“1024768”,就表示在显示器上横向有1024个点,纵向有768个点。第33页,共98页,编辑于2022年,星期六(2)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,它的单位是赫兹(Hz)。第34页,共98页,编辑于2022年,星期六刷新频率越高,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75Hz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75Hz以
13、上。并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到75Hz以上的刷新频率(这个性能取决于显示卡上RAMDAC的速度),而且显示器也可能因为带宽不够而不能达到要求。第35页,共98页,编辑于2022年,星期六(3)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显示卡的整体性能。使用相同芯片的显示卡,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辨率、更大的色深和更高的刷新率。第36页,共98页,编辑于2022年,星期六【案例小结】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
14、了显卡的性能高低。目前在主流市场的桌面显示系统中nVIDIA和ATI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的处理和输出,使CPU更多地用于执行应用程序,提高了计算机系统的性能。nVIDIA的Geforce系列和ATI的Radeon系列成为市场主流。第37页,共98页,编辑于2022年,星期六【知识回顾与延伸】AGP的意思是图形加速接口,也称AGP总线。AGP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。这种端口减轻了PCI总线传输速度慢的瓶颈状况,使图形加速卡计算速度更快。相比之下,AGP非常单一,只是图形加速卡使用的一个专用的图形连通线。第38页
15、,共98页,编辑于2022年,星期六目前主流显卡大多为64M的显存,采用的显存有DDR与SDR之分,DDR比SDR好的原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单的游戏,64M显存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3D设计,最好用128M以上的显存,这样有利于提高显卡在进行图像渲染的速度及质量。第39页,共98页,编辑于2022年,星期六【案例案例6.3】了解显示器的类型和各类了解显示器的类型和各类显示器的工作原理显示器的工作原理要求如下:1了解显示器的类型。2理解显示器的工作原理。第40
16、页,共98页,编辑于2022年,星期六显示器通常按工作原理可分为阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)和等离子显示器(PDP)。CRT显示器的应用历史最长,应用面最广,但随着LCD显示器的生产成本下降,逐渐有被LCD显示器取代的趋势,而PDP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应用要求。第41页,共98页,编辑于2022年,星期六1、显示器的分类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14英寸、15英寸、17英寸和20英寸等;但通常显示器是按显示原理来分为阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)和等离子显示器(PDP)。第42页,共98
17、页,编辑于2022年,星期六图6-15CRT显示器和LCD显示器第43页,共98页,编辑于2022年,星期六2、理解显示器的工作原理(1)认识CRT显示器CRT显示器的构成及特点CRT是一种使用阴极射线管(CathodeRayTube)的显示器,阴极射线管主要有五部分组成:电子枪(ElectronGun),偏转线圈(Defiectioncoils),荫罩(Shadowmask),荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。第44页,共98页,编辑于2022年,星期六CRT显示器的工作原理CRT(阴极射线管)显示器的核心部件是CRT显像管,其工作原理和电视机的显像管基本一样,可以把它看作是一个图像更
18、加精细的电视机。CRT显像管使用电子枪发射高速电子,经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度,最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光,通过电压来调节电子束的功率,就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成图像。第45页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-16CRT显示器的工作原理第46页,共98页,编辑于2022年,星期六彩色显像管的工作原理彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、绿、蓝三种涂料组合而成,由三束电子束分别激活这三种颜色的荧光涂料,以不同强度的电子束调节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色。如果电子束瞄准不精确,就可能会打到邻近的荧光涂层,这样会产生不正确的颜色或轻微的重像,
19、所以要对电子束进行精确控制。第47页,共98页,编辑于2022年,星期六解决方法之一是在显像管内,荧光涂料表面的前面加装荫罩(ShadowMask)。如图6-17所示。荫罩是一层有许多小孔的金属薄板,只有正确瞄准的电子束才能穿过每个荧光涂层光点相对应的屏蔽孔,荫罩会拦下散乱的电子束以避免其打到错误的荧光涂层,这就是荫罩式显像管。荫罩有孔状和沟槽状两种,三星“丹娜管”采用了孔状荫罩,而LG“未来窗”采用了沟槽状荫罩。第48页,共98页,编辑于2022年,星期六图6-17荫罩式彩色显像管显像原理第49页,共98页,编辑于2022年,星期六解决方法之二是荫栅式显像管,它不是把荧光涂料分布为点状,而是
20、以竖直方向进行条状分布,并在荧光涂料的前方加上相当细的金属线构成的荫栅来取代荫罩,荫栅用来阻隔散射的电子束,在这一点上其原理和荫罩式相似,在竖直方向没有任何阻拦电子的通过,增加了电子束的通过率,因而使得亮度和色彩饱和度较好,显示图像更精细,在专业级显示器中被广泛采用,如索尼“特丽珑”系列和三菱“钻石珑”系列等。第50页,共98页,编辑于2022年,星期六荫罩式和荫栅式两种技术各有利弊,通常情况下荫罩式显像管的图像和文字较锐利,但亮度较低一些,荫栅式显像管的色彩较鲜艳,但会在屏幕的1/3和2/3处有水平的阻尼线(阻尼线是用来减少荫栅震动的一条横向金属线)扫过。第51页,共98页,编辑于2022年
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