项目六显卡与显示器.ppt

1、项目六 显卡与显示器,主讲：田银花 山东科技大学泰安校区信息工程系 联系方式：(E_mail) ,显卡与显示器是计算机系统中必不可少的部件，是计算机中的主要输出设备，显卡和显示器质量的好坏直接决定了计算机输出和显示图象的效果。 本项目详细介绍了显卡的结构、工作原理和选购，以及显示器的类型和特点、主要指标以及如何选购等方面的知识。,任务一 了解显卡,显卡全称显示接口卡，或者显示适配器。 显卡承担着输出显示图形的任务。 本任务主要介绍显卡的基本结构、工作原理及选购方法。,一、显卡的基本结构,显示卡简称显卡，是显示器与主机通信的控制电路和接口电路，其主要作用是根据CPU提供的指令和数据，将程序运行过

2、程中的结果进行相应的处理，并转换成显示器能接受的图形显示信号后送给显示器，最后再由显示器形成人眼所能识别的图像在屏幕上显示出来。因此，显卡的性能好坏直接决定着计算机的显示效果。,显示卡主要由显示芯片、RAMDAC、显示内存、显卡BIOS、VGA插座、特性连接器等组成。如图6.1所示。,图6.1显示卡,（一）显示芯片,显示芯片负责图形数据的处理，是显卡的核心部件，决定了显示卡的档次和大部分性能，同时也是区分2D加速显示卡和3D加速显示卡的主要依据。,目前，主流芯片厂家有3家：nVIDIA、ATI和Matrox。其中nVIDIA（如图6.2所示）、ATI（如图6.3所示）最具实力。,图6.2 nV

3、IDIA显示芯片 图6.3 ATI显示芯片,（二）RAMDAC,RAMDAC（RAM Digital to Analog Converter，随机存取存储器数模转换器）的作用是将显示内存中的数字信息转换为能够用于显示器识别的模拟信号，其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。,如果要在800600的分辨率下达到80Hz的刷新频率，则RAMDAC的转化速度至少应为800600801.344(折算系数)。,（三）显示内存,显存用来存放显示芯片正在处理以及处理后的数据，然后由数模转换器读取并逐帧转换为模拟视频信号提供给显示器使用，所以，显存也称为

4、“帧缓存”。显卡性能的发挥则很大程度上取决于显存。 3D加速卡的显存主要包括帧缓存和纹理缓存。显示内存同分辨率及其色彩位数的关系为 显示内存分辨率彩色位数/8,对于三维图形，由于需要同时对FrontBuffer、BackBuffer和ZBuffer进行处理，因此计算公式应为 所需显示内存图形分辨率3色彩精度/8 若是3D显示卡，还必须增加一定的内存容量来作为纹理显示内存，否则当显示资源被完全占用时，计算机只有占用主内存作为纹理缓存，这样就会在一定程度上影响计算机性能。,（四）显卡BIOS,是显卡上的一块Flash BIOS芯片。主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，存放显卡的型号、规格

5、、生产厂商、出厂时期、显存的容量等信息。 早期的BIOS被固化在ROM中，即不能修改。现在，多数显卡都采用大容量的EEPROM，可以通过专门的程序对显卡BIOS进行修改升级。,二、显卡的工作原理,显卡的工作过程大致如下： 首先由CPU向图形处理器发出指令。 显卡将图形处理完成后，将数据传输到显示缓存。 显示缓存进行数据读取，而后将其送到RAMDAC。 RAMDAC将数字信号转化为模拟信号。,三、显卡的选购,选购显卡时，除了需要注意品牌和价格外，还要注意以下几个方面：,（一）设计,产品的设计是决定做工好坏的前提，它直接决定了产品以后的用料和制造工艺。 布线是决定显卡品质的重点。好的布线不仅要求每

6、个显存到显示芯片的距离要一致，而且还应具有良好的抗电磁干扰性和极少的电磁辐射。,从显存到显示芯片之间用大量的蛇形线 6层以上电路板设计显卡 大面积敷铜接地技术 设计良好的显卡其表面积一般都较大 采用双面贴片技术,（二）用料,产品的用料是反映一款显卡做工的最直接的一个方面。 用料是由设计决定的。,（三）确定显卡的接口类型,显卡的接口包括与主板显示插槽相连的总线接口和显示器相连的输出接口。 目前的总线接口主要为PCI E接口，而早期的AGP接口已经被淘汰。,VGA接口：15孔D型插座，与显示器的15针Mini-D-Sub（又称HD15）插头相连，如图6.4所示。,图6.4 VGA接口和HD15插头

7、,DVI接口：DVI-D接口（如图6.5所示）和DVI-I接口（如图6.6所示）。DVI-D仅支持数字信号，DVI-I同时支持数字与模拟信号。DVI接口支持即插即用(plug and play)。,图6.5 DVI-D接口 图6.6 DVI-I接口,TV out接口：视频输出接口，如图6.7所示，通过此接口为电视机提供视频输入信号。 S-Video接口：-Video接口使用 4 接脚的 mini-DIN 接头在两条讯号线之间传送视讯信息，也称为 Y/C，如图6.7所示。,图6.7 TV Out 接口,HDMI（High Definition Multimedia，高清晰度多媒体接口）。新型的主

8、板和显示卡上开始配备HDMI接口插座，如图6.8所示。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。,图6.8 HDMI接口,（四）制造工艺,贴片元件机器摆料和自动焊接 电解电容,任务2 了解显示器,显示器又叫监视器，是作为计算机的“窗口”呈显在人们的面前，是计算机最主要的输出设备之一，是人与计算机交流的主要桥梁。,一、显示器的分类,显示器的分类方法较多，主要包括如下几种： （1）按显示的颜色分类：可分为单色显示器和彩色显示器，但目前均为彩色显示器。 （2）按显示器件分类：可分为阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示器（LCD）、发光二极管显示器（

9、LED）、等离子体显示器（PDP）、荧光（VF）平板显示器等。CRT显示器和LCD显示器是主流显示器。 （3）按显示方式分类：可分为图形显示方式的显示器和字符显示方式的显示器。,二、CRT显示器,（一）CRT显示器的分类 CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示器通过电子枪束产生图像，按照不同的显像管又可以分为球面显示器、平面直角显示器、柱面显示器和纯平显示器四种。目前主流的CRT显示器为纯平显示器 。,（二）CRT显示器的工作原理,CRT显示器是一种使用阴极射线管的显示器，阴极射线管主要部分组成，即电子枪、偏转线圈、荫罩、荧光粉层及玻璃外壳。,（三）CRT显示器的主要技术参

10、数,（1）屏幕尺寸 尺寸大小是指显象管的对角尺寸，不是可视对角尺寸，15英寸显示器的可视对角尺寸实际为13.8英寸。 （2）点距 点距是指屏幕上两个相邻荧光点之间的距离，点距越小意味着单位显示区内可以显示更多的像点，显示的图像就越清晰，点距的单位为mm。,（3）分辨率 分辨率是指屏幕上可以容纳的像素的个数，分辨率越高，屏幕上能显示的像素个数也就越多，图像也就越细腻，能够显示的内容就越多。,（4）刷新频率 刷新频率分为垂直刷新频率和水平刷新频率，垂直刷新频率也叫场频，表示屏幕图像每秒钟重绘的次数，也就是指每秒钟屏幕刷新的次数，以Hz为单位。VESA组织于1997年规定85Hz逐行扫描为无闪烁的垂

11、直刷新频率。水平刷新频率又称行频，它表示显示器从左到右绘制一条水平线所用的时间，以kHz为单位。,（5）辐射与环保 这个指标直接影响到使用者的视力及身体健康。 （6）带宽 带宽决定着一台显示器可以处理的信息范围，是指特定电子装置能处理的频率范围。,三、液晶显示器,（一）液晶显示器的工作原理 液晶显示器是基于液晶电光效应的显示器件，包括段显示方式的字符段显示器件，矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件，矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。,液晶显示器是利用液晶所具有的物理特性进行工作的，液晶在通电时，其排列将变得非常有秩序，这样使光线很容易通过。相反在不通电时，液晶排列变得杂乱无章，从而阻

12、止光线通过。,（二）液晶显示器的主要技术参数,（1）分辨率 液晶显示器的分辨率一般是不能随便调整的，它是由制造商设置和规定的。 （2）点矩 是指组成液晶显示屏的每个像素点的大小，目前的标准点距一般在0.31mm和0.27mm之间。,（3）亮度 亮度是反映显示器屏幕发光程度的重要指标，亮度越高，显示器对周围环境的抗干扰能力就越强。 （4）对比度 对比度越大，图像也就越清晰。,（5）视角范围 分为水平视角和垂直视角。只要在水平视角上达到120就可以满足大多数用户的应用需求了。 （6）响应时间 响应时间是指液晶由明转暗或者由暗转明所需的时间。响应时间越小，用户在看移动的画面时就不会出现类似残影或者拖沓的痕迹。,（7）坏点数 坏点是指显示屏幕上颜色不发生变化的点。 （8）液晶板类型 TN型、STN型、DSTN型、TFT型。,三、液晶显示器的选购,（一）确定屏幕尺寸 （二）注意液晶显示器的亮度、对比度、可视角度和响应时间 （三）