第6章 显示卡和显示器.ppt
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1、第6章 显示卡和显示器 第6章 显示卡和显示器 6.1 显示卡6.2 显示器思考与练习题 第6章 显示卡和显示器 6.1 显示卡6.1.1 显示卡的主要类型1.按连接方式分类显示卡按连接方式可分为PCI显示卡、AGP显示卡与集成显示卡。PCI显示卡是指与主板的PCI总线插槽进行连接的显示卡。AGP显示卡是指与主板的AGP总线插槽进行连接的显示卡。PCI显示卡现在已经被淘汰,只存在于早期的486和586电脑中,如图6-1所示;AGP显示卡的应用非常普遍,Pentium II级以上的电脑多数都使用AGP显示卡,如图6-2所示。第6章 显示卡和显示器 图6-1 PCI显示卡 第6章 显示卡和显示器
2、图6-2 AGP显示卡 第6章 显示卡和显示器 AGP规范是Intel公司为解决电脑处理(主要是显示)3D图形能力弱的瓶颈问题而设计的。AGP的优势首先是比PCI更大的带宽,最高可达4倍,即1 GB/s的速度;其次是显示带宽不用像PCI那样同其他组件共享 DIME(直接内存执行)技术,而是纹理的“直接内存执行”,即CPU在需要时可以直接访问AGP内存,并且比PCI快。实际上AGP不能算是总线,因为总线可以支持多种设备,它只能算是一种端口。第6章 显示卡和显示器 PCI显示卡以PCI总线速度(外频)的一半(即最大33MHz)工作,它可以达到的峰值传送率为334(PCI是32位总线一次传输4字节)
3、=132 MHz。AGP以66 MHz的速度和64位的数据宽度工作。AGP1X的峰值传送率可达466=264 MHz;AGP2X的峰值传输率可以达到532 MHz,因为“2X”可以在一个时钟周期中传输两次数据(上升沿和下降沿各一次),一般工作状态下只能进行一次传输,而AGP4X的理论传输率为1.066 GB/s,如图6-3所示。第6章 显示卡和显示器 图6-3 AGP4X显示卡第6章 显示卡和显示器 集成显示卡是指图形处理芯片和外设连接端口都被集成到主板上的显示卡,因此显示器和电视机等外设可以直接与主板连接。如果观察到主板上有显示器和电视机等外设的插座,就能判断主板上有集成显示卡。这种显示卡成
4、本较低,价格便宜,但显示效果只能满足普通用户的要求。最大的问题是,由于没有配备专用的显示内存,在工作时必须占用一定的电脑主内存,从而使电脑整体运算速度略有下降。因此,对图形显示效果要求较高的专业用户和电脑游戏爱好者不宜采用。第6章 显示卡和显示器 2.按应用的领域分类显示卡按应用的领域分为(个人PC级)普通显示卡与(工作站级)专业显示卡。普通显示卡就是普通台式机内所采用的显示卡产品,也就是DIY市场最为常见的显示卡产品。之所以叫它普通显示卡,是相对于应用于图形工作站上的专业显示卡产品而言的。普通显示卡更多注重于民用级应用,强调的是在用户能接受的价位下提供更强大的娱乐、办公、游戏、多媒体等方面的
5、性能;而专业显示卡则强调的是强大的性能、稳定性、绘图的精确性等。第6章 显示卡和显示器 目前设计制造普通显示卡显示芯片的厂家主要有NVIDIA、ATI、SIS等,但主流的产品都是采用NVIDIA、ATI的显示芯片。专业显示卡是指应用于图形工作站上的显示卡,它是图形工作站的核心。从某种程度上来说,在图形工作站上它的重要性甚至超过了CPU。与针对游戏、娱乐和办公市场为主的消费类显示卡相比,专业显示卡主要针对的是三维动画软件(如3DS Max、Maya、Softimagel3D等)、渲染软件(如LightScape、3DS VIZ等)、CAD软 件(如 AutoCAD、Pro/Engineer、Un
6、igraphics、SolidWorks等)、模型设计(如Rhino)以及部分科学应用等专业应用市场。专业显示卡针对这些专业图形图像软件进行必要的优化,都有着极佳的兼容性。第6章 显示卡和显示器 普通家用显示卡主要针对Direct 3D加速,而专业显示卡则是针对OpenGL来加速的。OpenGL(Open Graphics Library,开放图形库)是目前科学和工程绘图领域无可争辩的图形技术标准。OpenGL最初由SGI公司提出,在Windows 95/98/NT/2000中均得到支持。OpenGL注重于快速绘制2D和3D物体,用于CAD、仿真、科学应用可视化和照片级真实感的游戏视景中。它是
7、一个开放的三维图形软件包,它独立于窗口系统和操作系统,能十分方便地在各平台间移植。它具有开放性、独立性和兼容性三大特点。第6章 显示卡和显示器 专业显示卡在多边形产生速度或像素填充率等指标上都要优于普通显示卡,同时在调整驱动程序以及提供绘图的精确性方面也要强很多。与普通显示卡注重生产成本不同,专业显示卡更强调性能以及稳定性,而且受限于用户群体较少,产量很小,因此专业显示卡的价格都极为昂贵,不是普通用户所能承受的。目前专业显示卡厂商有3DLabs、NVIDIA和ATI等几家公司。3DLabs公 司 主 要 有“强 氧(OXYGEN)”和“野 猫(Wildcat)”两个系列产品,是一家专注于设计、
8、制造专业显示卡的厂家。NVIDIA公司一直是家用显示卡市场的中坚力量,近几年才开始涉足专业显示卡领域,但凭借其雄厚的技术力量,其Quadro系列显示卡在专业市场也取得了很大的成功。第6章 显示卡和显示器 ATI公司同样也是涉足专业显示卡时间不长,它是在收购了原来“帝盟(DIAMOND)”公司的FireGL分部后,才开始推出自己的专业显示卡,目前FireGL同样也有不俗的表现。艾尔莎、丽台等公司也在生产专业显示卡,但它们并不自主开发显示芯片,而都采用上面三家公司的显示芯片,生产自己品牌的专业显示卡。3.按显示卡图形芯片的功能分类显示卡按其图形芯片的功能分为2D显示卡、3D显示卡与2D+3D显示卡
9、。(1)纯二维(2D)显示卡:由于使用的是只计算X轴和Y轴像素的处理芯片,并且配合低速显示存储器,因此在处理高分辨率的图形资料时,就会出现严重的闪烁现象,对人的眼睛伤害极大,且处理数据速度很慢,它的优势在于低廉的价格。第6章 显示卡和显示器(2)纯三维(3D)显示卡:在专业3D领域中有极强的优势。其优势在于与相应的专业3D软件配合使用时,可以实时观察到复杂的3D模型的运行处理变化。一般在军用/民用企业在组装/运行大规模的或复杂的模型时使用的比较多。但有以下弱点:必须使用能与硬件配合的专用3D软件,否则硬件优势无法发挥。第6章 显示卡和显示器 2D方面表现不理想,处理分辨率一般为640480、8
10、00600,少量是高分辨率,刷新率为75Hz以下,色彩深度大部分为16位,处理微软Office97(文字表格专用)、Adobe Photoshop(广告设计专用)、Premiere(影视特技专用)等速度相对较慢。多媒体功能方面不能扩展,如视频会议、电视、解压、PC转TV、DVD等方面。第6章 显示卡和显示器(3)二维+三维(2D3D)显示卡:目前在国际计算机领域中的主流产品是2D+3D显示卡。在2D技术方面,已经非常完善,比如分辨率达到19001200,刷新率达到85 Hz,色彩精度达到32位,带宽达到220 MB,这些高性能且稳定的指标可较好地保护人们的眼睛。由于带宽的增大,使处理文字表格文
11、件时速度加快,在表现广告、动画及影视的效果时精确、逼真。第6章 显示卡和显示器 在3D技术方面,极大范围地容纳了最新的3D技术,如 3DS MAX、Open GL、AUTOCAD、Microstation、Direct draw、Driect 3D专业/游戏接口等,使普通(家庭和商业)用户在PC机上就可以领略到3D技术的奥妙。硬件三维技术和32位操作系统的巧妙配合,及在多媒体方面的增强,已经实现了视频会议、电视、解压、PC转TV、DVD等多种功能,为家庭和商业用户提供了真正的空间。作为普通用户的要求,主要是工作和娱乐两不误,而作为工作和娱乐两者最重要的共同点是“速度”,如果计算机图形显示卡没有
12、“速度”这个最根本的第一条件,即便它功能再强,也会让您感到本末倒置。第6章 显示卡和显示器 4.其它分类方法按显示卡上存储器采用的内存种类可以分为SGRAM(Synchronous Graphics RAM,高速同步图形内存)显示卡、WDRAM(Windows DRAM,Windows内存)显示卡、MDRAM(Multibank DRAM,多存储体内存)显示卡、RDRAM(Rambus DRAM,随机存储总线内存)显示卡和EDO(扩展数据输出内存)显示卡等。按照视频性能还可以分为带视频输出和不带视频输出显示卡。第6章 显示卡和显示器 6.1.2 显示卡的构成显示卡的构造不是很复杂,它主要由印刷
13、电路板及总线连接端口(如AGP)、图形处理芯片、显示内存、显示BIOS芯片和外设连接端口(如VGA输出端口)等组成,如图6-4所示。第6章 显示卡和显示器 图6-4 显示卡的构成 第6章 显示卡和显示器 1.图形处理芯片显示卡的性能主要取决于显示卡上使用的图形处理芯片(即显示芯片),如图6-5所示。早期的图形芯片作用比较简单,只是起一个传递显示信息的作用,每件事都由CPU去处理,这样就增加了CPU的工作量,降低了显示速度。随着图形操作系统Windows的出现,这种弊端越来越严重,于是出现了图形加速卡。现在大部分显示卡都是图形加速卡,其显示芯片都有图形处理功能,比如Windows要求画一个圆,只
14、需告诉显示卡“给我画一个圆”,剩下的工作就由显示卡来完成,不需要CPU再去计算如何画出一个圆,从而减少了CPU的压力。不过,这样的显示卡要配上比较多的显示内存。有一些更高级的显示卡,卡上还有协处理器,它可以大大减轻CPU处理图形的负担。第6章 显示卡和显示器 图6-5 图形处理芯片(显示芯片)第6章 显示卡和显示器 2.显示内存显示内存VRAM(Video Read Random Memory)就是存储显示数据的内存芯片,如图6-6所示。它的存储容量大小直接影响到显示卡可以显示的颜色数量和可以支持的最高分辨率。第6章 显示卡和显示器 图6-6 显示内存 第6章 显示卡和显示器 VRAM 与DR
15、AM相似,它们的不同之处是:DRAM芯片只有一个数据口,通过这个口又要读又要写,而VRAM芯片的读写口是分开的,所以它的速度快些。现在一些高档的显示卡上都安装了SGRAM显示内存(VRAM的一个种类),这是专门为显示卡设计的,其速度要比用作计算机内存的SDRAM还要快,如图6-7所示。当然,为了降低成本,一般中低档的显示卡上都安装普通计算机内存(如SDRAM)作为显示内存。第6章 显示卡和显示器 图6-7 SGRAM与SDRAM显示内存第6章 显示卡和显示器 3.显示BIOS 芯片BIOS是Basic Input Output System的缩写,中文含义是“基本输入输出系统”。显示BIOS固
16、化在显示卡所带的一个专用存储器里,其中储存了显示卡的硬件控制程序和相关信息。因此可以说,显示BIOS芯片是显示卡的“神经中枢”。20世纪90年代以来的PCI、AGP显示卡,只要正确地插在主板上就能开始工作,所以它们是典型的即插即用设备。系统启动后,首先出现在显示器上的就是显示卡BIOS的信息提示,只有显示卡正常工作,显示器才能显示其它内容。开机后显示卡BIOS中的数据被映射到内存里并控制整个显示卡的工作。第6章 显示卡和显示器 在DOS操作系统下显示卡是不需要任何驱动程序的,而Windows操作系统的启动则依赖于显示卡BIOS的支持,并且为了获得较好的显示效果,一般在Windows操作系统下需
17、要安装显示卡驱动程序。6.1.3 显示卡的性能指标分辨率:代表了显示卡在显示器上所能描绘的像素点的数量。一般由横向像素点纵向像素点来表示,比如标准的VGA显示卡的分辨率为640480像素点。第6章 显示卡和显示器 色深:也称位深,是指显示卡在当前的分辨率下所能显示的颜色数量。一般以多少色或多少位(Bit)色来表示,例如,标准VGA显示卡在320200的分辨率下的色深为256色或8 bit,Super VGA标准显示卡的最大分辨率为16001200,色深可达32 bit。刷新频率:是指影像在显示器上的更新速度,也是影像每秒在屏幕上出现的帧数。刷新频率越高,屏幕上的图像的闪烁感就越小,图像就越稳定
18、,视觉效果就越好,对眼睛的健康也有好处。第6章 显示卡和显示器 显示内存:简称显存,显示内存与系统内存的功能是一样的,只是显存是用来暂时存储显示芯片处理的数据,系统内存是用来暂时存储中央处理器所处理的数据。我们在屏幕上看到的图像数据都是存放在显示内存里的。显示卡达到的分辨率越高,屏幕上显示的像素点就越多,所需的显存也就越多“免号”比如,分辨率为640480时,屏幕上就有307200个像素点,色深为8 bit时每个像素点就可以表达256(即28)种颜色的变化。由于电脑采用二进制位,要存储的信息就需要2 457 600(307 2008)个bit,这就至少需要300 KB显存容量。第6章 显示卡和
19、显示器 6.1.4 显示卡的安装与日常维护1.显示卡安装之前应做一些必要准备工作(1)配件准备。包括硬件和软件,如显示卡、显示卡驱动程序和应用程序等。(2)阅读说明书。了解硬件和软件特性,如显示卡总线连接端口是AGP或PCI,显示卡驱动程序运行所需的操作系统是哪一种,显示卡厂商是否提供其它应用程序等。(3)释放人体静电。可以用洗手或触摸金属物体的方法释放静电。第6章 显示卡和显示器 2.显示卡硬件安装(1)关闭电源,打开机箱。(2)显示卡安装位置确定。根据显示卡总线连接端口是AGP或PCI,找到主板上对应的AGP或PCI插槽,选择与周围其它硬件距离较远的一个插槽,并且取下机箱后侧对应此槽的金属
20、挡板上的螺钉,拿掉金属挡板。(3)插接显示卡(总线连接端口)。根据金手指(即总线连接端口)上的缺口判断显示卡插接方向,双手拿住显示卡垂直向下插入主板上对应插槽中,使主板上插槽中的隔断对齐显示卡金手指上的缺口,如图6-8所示。第6章 显示卡和显示器 图6-8 插接显示卡(总线连接端口)第6章 显示卡和显示器(4)显示卡金属固定板压紧。用刚才取下的螺钉,在原来位置拧紧,以压紧显示卡金属固定板。(5)外设(显示器和电视机)连接。显示卡上外设接口最多可能有三个,一个VGA输出,一个TV-out电视输出,还有一个DVI(数字视频界面)输出,但一般只能同时输出两个视频(VGA+TV-out、VGA+DVI
21、、DVI+TV-out),如图6-9所示。15针VGA输出接口连接一个CRT显示器,DVI接口用得较多的是接在LCD(液晶显示器)上,TV-out输出接口用于连接电视机。第6章 显示卡和显示器 图6-9 显示卡上的外设接口第6章 显示卡和显示器 3.显示卡软件安装显示卡软件分成两类:驱动程序和应用软件。在显示卡的包装盒里,一般都有厂商赠送的显示卡软件安装磁盘或光盘。在磁盘或光盘上,用户可以找到显示卡驱动程序或应用软件;有些显示卡提供视频采集功能和电视录制功能,就必须有它们的驱动程序或应用软件。这两类软件的安装方法基本类似,下面以驱动程序的安装为例进行讲解。(1)从磁盘安装。把显示卡安装磁盘插入
22、计算机软驱中,找到安装磁盘上的Install.exe或Setup.exe文件,双击后启动安装向导,然后按照提示逐步完成安装过程。第6章 显示卡和显示器(2)从光盘安装。把显示卡安装光盘插入计算机光驱中,一般很快会自动启动安装向导,然后按照提示逐步完成安装过程;不能自动启动安装向导时,找到安装光盘上的Install.exe或Setup.exe文件,双击后启动安装向导,再按照提示逐步完成安装过程。还有一个很重要的环节,就是调节显示器的分辨率和刷新频率。在Windows桌面上空白处按鼠标右键,在出现的菜单里选择“属性”命令,就出现了“显示属性”对话框,选择“设置”选项卡,就出现图6-10所示的对话框
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