2.7 顯示卡和顯示器

1、,2.7 顯示卡,顯示卡又稱顯示適配器或圖形卡，簡稱顯卡。是顯示器與計(jì)算機(jī)主機(jī)間的橋梁，它能夠通過專門的總線接口與主板間進(jìn)行連接，并接受各種二進(jìn)制數(shù)據(jù)。經(jīng)過計(jì)算后，顯卡將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符、數(shù)字、圖形圖像、聲音等人們能夠識別的各種媒體信息，并通過專用的數(shù)據(jù)接口和線纜傳輸至顯示器。,一、顯示卡的分類1.按顯示卡的發(fā)展過程分：MDA(單色字符顯示卡)、CGA(彩色圖形顯示卡）、EGA(增強(qiáng)圖形顯示卡）、VGA(視頻圖形陣列)、SVGA

2、(高級視頻圖形陣列）等。2.按顯示卡的2D/3D加速功能分：普通顯卡、2D圖形加速卡、3D圖形加速卡。3.按顯示卡與PC的總線接口分：ISA顯卡、PCI顯卡、AGP顯卡、PCI-E顯卡,,PCI Express ×16接口的顯示卡,2.7 顯示卡,,4. 按顯示芯片分（主要生產(chǎn)廠家： nVIDIA公司、ATI公司)。5. 按是否是整合芯片分:獨(dú)立顯卡和整合型顯卡。,2.7 顯示卡,,二、 顯示卡的基本結(jié)構(gòu),顯示卡的結(jié)

3、構(gòu),顯示芯片,顯示存儲器,顯卡總線接口,顯卡BIOS,顯示輸出端口,,,,,,2.7 顯示卡,,二、 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)1、顯示芯片 圖形處理芯片GPU ，是顯卡的“心臟”，作用像CPU在計(jì)算機(jī)的作用一樣，決定了顯示卡的檔次和大部分性能。顯示芯片通常是顯示卡上的最大的芯片，并帶有散熱片或風(fēng)扇。,2.7 顯示卡,,,二、 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)2、RAMDAC 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它的作用是，將顯示內(nèi)存中的數(shù)字信息逐幀轉(zhuǎn)換為能

4、夠用于顯示的模擬信號， RAMDAC的轉(zhuǎn)換速度以“MHz”來表示，它的轉(zhuǎn)換速度直接影響著顯卡的刷新頻率和最大分辨率。其轉(zhuǎn)換速度越快，影像在顯示器上的刷新頻率也就越高，從而圖像也越穩(wěn)定。目前大部分顯卡都將RAMDAC集成在了顯示芯片內(nèi),部分高端顯卡使用獨(dú)立RAMDAC芯片。,2.7 顯示卡,,二、 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)3、顯示內(nèi)存 簡稱顯存，又稱幀緩存。用來存放顯示芯片處理后的數(shù)據(jù)。 與內(nèi)存的功能是一樣的，只是它

5、們負(fù)責(zé)的區(qū)域不一樣。顯存用來暫存示芯片處理的數(shù)據(jù)；而內(nèi)存則用來暫存中央處理器所處理的數(shù)據(jù)。我們在屏幕上看到的圖像數(shù)據(jù)都是存放在顯存里的。顯卡達(dá)到的分辨率越高，在屏幕上顯示的像素點(diǎn)也就越多，要求顯存的容量也越大 。 顯示內(nèi)存的類型有： FPM DRAM、EDO DRAM、SDRAM、GDDR 、GDDR2、GDDR3、GDDR4、GDDR5等。,2.7 顯示卡,,,二、 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)4、顯卡BIOS 又

6、稱VGA BIOS,包含了顯示芯片和驅(qū)動程序間的控制程序,以及顯卡型號規(guī)格、生產(chǎn)廠家、出廠時(shí)間等信息，這些信息一般由顯卡廠商固化在ROM芯片里?，F(xiàn)在顯卡大都采用FLASH ROM，用戶可以通過專用程序進(jìn)行改寫升級 開機(jī)所顯示的信息就由此而來。,2.7 顯示卡,,二、 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)5、總線接口 常見的接口主要有：ISA、PCI、AGP、PCI-E等。 目前主流是PCI-E x16。PCI-E

7、接口，分為X1、X4、X8、16X（顯卡接口）、X32等。,2.7 顯示卡,,總線接口是與主板連接的接口。這是目前正流行的PCI-E x16接口,這是已被淘汰的AGP接口,二、 顯示卡的基本結(jié)構(gòu)6、后部接口（1）D-Sub接口： VGA接口，模擬接口。 D-Sub接口(藍(lán)色），就是顯卡上輸出模擬信號的接口 ，主要用于連接CRT顯示器，也可連接液晶顯示器， D-Sub接口是一種D型接口，上面共有15針，分成三排，每排五

8、個。,,D-Sub接口,顯示器后部的D-Sub接口,,DVI接口,,,2.7 顯示卡,,S-VIDEO,二、顯示卡的基本結(jié)構(gòu),6、后部接口（2）DVI接口：數(shù)字接口。 DVI接口（白色），3行8列24個引腳，用于連接液晶顯示器。信號無需轉(zhuǎn)換，避免了2次轉(zhuǎn)換過程，信號無衰減或失真，速度快。 DVI分為兩種，一個是DVI-D接口，只能接收數(shù)字信號，不兼容模擬信號。其中右上角的一個針腳為空。 另外一種則是DVI-I

9、接口，可同時(shí)兼容模擬（但必須通過轉(zhuǎn)換頭才能使用）和數(shù)字信號。,DVI-I接口,,DVI-D接口,,2.7 顯示卡,,二、顯示卡的基本結(jié)構(gòu),6、后部接口 （3）S-VIDEO：二分量視頻接口，該接口一般用于實(shí)現(xiàn)TV-Out功能，即連接電視。 （4）HDMI接口：高清晰多媒體接口，用于連接高清電視等設(shè)備。,2.7 顯示卡,,,三、顯示卡的工作原理,顯示卡的工作過程大致如下：①由CPU向圖像處理器發(fā)出命令。②顯示卡將圖形處理完

10、成后，送到顯示緩存。③顯示緩存進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，而后將其送到RAMDAC。④RAMDAC將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號輸出顯示。,2.7 顯示卡,,四、顯示卡的性能指標(biāo)1、刷新頻率 刷新頻率是指圖像在屏幕上更新的速度，也即屏幕上的圖像每秒鐘出現(xiàn)的次數(shù)，它的單位是赫茲（Hz）。如60HZ，70HZ，75HZ，80HZ等。2、分辨率 當(dāng)一個圖像被顯示在屏幕上時(shí)，它是由無數(shù)小點(diǎn)（RGB)組成的，它們被稱為像素。最大分辨率是指顯

11、卡能在顯示器上描繪點(diǎn)數(shù)的最大數(shù)量，通常以“橫向點(diǎn)數(shù)*縱向點(diǎn)數(shù)”表示。如800×600，1024×768，1280×10243、色深 也叫顏色數(shù)，色深是指在某一分辨率下，每一個像點(diǎn)可以有多少種色彩來描述，它的單位是“bit”即位 。一般以多少色或多少bit色來表示。如4位（16色）、8位（256色）、24位（真彩色）、32位等。,2.7 顯示卡,,四、顯示卡的性能指標(biāo)4、核心頻率 是指顯示核

12、心的工作頻率，其工作頻率在一定程度上可以反映出顯示核心的性能，目前主流的核心頻率有600MHz、725MHz等等。5、顯存頻率 顯存頻率一定程度上反應(yīng)了該顯存的速度，跟顯存采用的顯存類型有關(guān)。例如GDDR3，顯存頻率為 1800MHz 、2200MHz 、2400MHz 。6、顯存位寬 顯存位寬是指顯存在一個時(shí)鐘周期所能傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)。位數(shù)越大所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。一般顯存位寬分為32位、64位、128位、256位等。,

13、2.7 顯示卡,,四、顯示卡的性能指標(biāo)7、顯存容量 顯存容量的大小也是顯卡的重要性能指標(biāo)，它決定了顯存臨時(shí)存儲數(shù)據(jù)的能力。顯存容量越大，顯卡的性能就越好。 主流的顯存容量有256MB、512MB、1GB。8、顯存帶寬 =顯存頻率×顯存位寬/8。單位為GB/S。,2.7 顯示卡,,ATi公司的主要品牌 Radeon（鐳龍） 系列 早期的7000/7200/7500/8500/9000/920

14、0/9550/9600/9700/9800/X300/X600/X700/X800/X1300/X1600/X1800/X1900/X1950/HD 2400/HD 2600/HD 2900) 　　到近期的　　Radeon (HD3400/HD 3600/HD 3800/HD 4350/HD 4550/HD 4600/HD 4650/HD 4670/HD 4770/HD 4800/HD 4850 X2/HD 4890/HD 4870

15、 X2/HD5750/HD5770/HD5850/HD5870/HD5970) 。 Nvidia(英偉達(dá))公司的主要品牌 GeForce（精視）系列 早期的 GeForce 256、GeForce2 （100/200/400）、GeForce3（200/500）、GeForce4（420/440/460/4000/4200/4400/4600/4800）　　到GeForce FX（5200/5500/5600/57

16、00/5800/5900/5950）、GeForce（6100/6150/6200/6400/6500/6600/6800/）、GeForce （8400/8500/8600/8700/8800）　　再到近期的GeForce（9400GT/9500GT/9600GSO/9600GT/9800GT/9800GTX+/9800GX2/GTX260/GTX260+/GTX280/GTX275/GTX285/GTX295）。,2.7 顯示卡

17、,,,2.8 顯示器,顯示器又叫監(jiān)視器。顯示器是計(jì)算機(jī)最重要的輸出設(shè)備，是用戶和計(jì)算機(jī)交互的信息平臺。,一、顯示器的分類1、按顯示器的原理分類： ①CRT(陰極射線管顯示器） ②LCD(液晶顯示器）2、按顯示色彩分類： ①單色顯示器 ②彩色顯示器。 3、按屏幕大小分類： 14英寸、15英寸、17英寸、19英寸、20英寸、21英寸、22英寸或更大等。4、按顯示器

18、的顯像管形狀分類： ①球面顯示器（水平和垂直方向彎曲） ②柱面顯示器（水平彎曲） ③純平顯示器（真正平面）,,2.8 顯示器,二、CRT顯示器原理 CRT顯示器的顯示系統(tǒng)與電視機(jī)相同。CRT由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光粉層、蔭罩板和玻璃屏組成。當(dāng)顯示器加電后，在電子槍和熒光粉層之間形成了一個高達(dá)幾萬伏的直流電壓加速場，當(dāng)電子槍的陰極射出的電子束經(jīng)過聚焦和加速后，在偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場作用下，按所需

19、的正確方向偏轉(zhuǎn)，后通過蔭罩上的小孔從左到右、從上到下打在玻璃外殼內(nèi)部的熒光屏上，熒光粉被激活，產(chǎn)生一個個光點(diǎn)（像素），從而形成圖像，就會產(chǎn)生色彩。每一個發(fā)光點(diǎn)又由“紅、綠、藍(lán)”三個小的發(fā)光點(diǎn)組成（三個電子槍）。由于電子束是分為三條的，分別射向屏幕上的這三種不同顏色的發(fā)光小點(diǎn)，從而在屏幕上出現(xiàn)絢麗多彩的畫面。,,2.8 顯示器,三、CRT顯示器的性能指標(biāo)1、屏幕尺寸 也叫顯示尺寸。 CRT顯示器，它通常是指CRT顯示器顯像

20、管對角線的長度，以英寸（ 1in=2.54cm）作為單位。常見的尺寸有15英寸、17英寸、19英寸、20英寸、21英寸等幾種。最大可視面積就是顯示器可以顯示圖形的最大范圍。實(shí)際上可視范圍要小于顯示器的尺寸。15英寸顯示器的可視范圍在13.8英寸左右，17英寸顯示器的可視區(qū)域大多在15~16英寸之間，19英寸顯示器可視區(qū)域達(dá)到18寸英寸左右。,,2.8 顯示器,三、CRT顯示器的性能指標(biāo)2、點(diǎn)距 點(diǎn)距是指屏幕上相鄰兩個同色像素之

21、間的距離。 點(diǎn)距越小，意味著單位顯示區(qū)內(nèi)可以顯示更多的像素點(diǎn)，顯示器顯示圖像越清晰。單位：mm ，如0.31mm，0.28mm，0.25mm，0.24mm，0.21mm,0.20mm。 蔭罩可分為孔狀蔭罩和條柵狀蔭罩兩種類型。 孔狀蔭罩是顯像管的造色機(jī)構(gòu)，是安裝在熒光屏內(nèi)側(cè)的上面刻蝕有40多萬個孔的薄鋼板。 條柵狀蔭罩的像素是由RGB三色豎直條紋組成。 柵距是指蔭柵式顯像管平行的光柵之間的距離（單位：mm）

22、。 CRT顯示器的物理分辨率由點(diǎn)距決定，點(diǎn)距越小，分辨率越高，圖像越精細(xì)。,點(diǎn)距與柵距示意圖,陰罩網(wǎng)與光柵網(wǎng)示意圖,,2.8 顯示器,三、CRT顯示器的性能指標(biāo),CRT熒光屏上像素點(diǎn)的排列,,2.8 顯示器,三、CRT顯示器的性能指標(biāo)3、分辨率 指屏幕上像素的數(shù)目（發(fā)光點(diǎn)），顯示器所能顯示的點(diǎn)數(shù)越多，畫面也就越精細(xì)。它一般表示為水平分辨率和垂直分辨率的乘積。 如640×480，800×6

23、00，1024×768，1280×1024，1600×1200 。 分辨率有最大分辨率和最佳分辨率。4、掃描方式 兩種掃描方式：逐行掃描和隔行掃描。 逐行是指陰極射線管內(nèi)的電子槍束從屏幕左上角的像素開始發(fā)射電子束，并逐點(diǎn)向右進(jìn)行掃描，以形成一條掃描線；到達(dá)最右端后，回到下一條水平線的左端，重復(fù)上面的過程；當(dāng)電子束完成右下角像素的掃描后，即可形成一幀。此時(shí)，電子槍又回到左上角的起點(diǎn)，開始下

24、一幀的掃描。 逐行掃描的顯示器較好，絕大多數(shù)彩色顯示器都常采用了逐行掃描方式。 隔行掃描是指顯示器顯示圖像時(shí)，先掃描奇數(shù)行，再回頭掃描偶數(shù)行，經(jīng)過兩次掃描才完成一幀（屏幕閃爍程度嚴(yán)重）。,,2.8 顯示器,三、CRT顯示器的性能指標(biāo)5、掃描頻率（行頻和場頻） 行頻又叫水平刷新頻率，是電子槍每秒在屏幕上掃描過的水平線條數(shù)，以KHz為單位。 場頻 又叫垂直刷新頻率，是每秒鐘屏幕重復(fù)繪制顯示畫面的次數(shù)，即重繪率，以

25、Hz為單位。如60HZ，70HZ，75HZ,85HZ等。 場頻越低，圖像的閃爍、抖動越厲害，嚴(yán)重的話甚至?xí)σ暳鸵痤^暈等癥狀。通常，刷新頻率設(shè)為75Hz以上。 在屏幕尺寸一定的情況下，分辨率和刷新頻率一般成反比，分辨率越高，刷新頻率也低。應(yīng)選擇和和分辨率和刷新頻率，以達(dá)到最佳顯示效果。6、帶寬 是表示顯示器顯示能力的一個綜合指標(biāo)。帶寬是指每秒鐘電子槍掃描過像素的個數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)每條掃描線上顯示像素的總和，以M

26、Hz為單位，表明了顯示器電路可以處理的信號頻率范圍。帶寬越高，顯示器的響應(yīng)速度越快，信號失真越小。 帶寬=水平分辨率×垂直分辨率×垂直刷新率。,,2.8 顯示器,四、LCD顯示器原 LCD是一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。 液晶顯示器最基本的組件是液晶。大多數(shù)液晶屬于有機(jī)復(fù)合物，它是介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，同時(shí)具有固體和液體的某些特征。 當(dāng)液晶通電時(shí)，液晶體分子由于受

27、熱呈現(xiàn)透明的液體狀，液晶分子排列得井然有序，可以使光線容易通過，造成光線的扭曲和折射；而不通電時(shí)，液晶分子冷卻呈現(xiàn)結(jié)晶顆粒的固體狀態(tài)，液晶分子排列混亂，阻止光線通過。 通電與不通電就可以讓液晶象閘門般地阻隔或讓光線穿過。這種可以控制光線的兩種狀態(tài)是液晶顯示器形成圖像的前提條件，當(dāng)然，還需要配合一定的結(jié)構(gòu)才可以實(shí)現(xiàn)光線與圖像的轉(zhuǎn)換。,,2.8 顯示器,四、LCD顯示器原 LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有

28、液晶材料的5μm均勻間隔隔開。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。 背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，

29、在行與列的交叉點(diǎn)上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時(shí)，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。,,2.8 顯示器,五、 LCD顯示器的性能指標(biāo)1、尺寸：LCD顯示器的尺寸是指液晶面板的對角線尺寸，LCD顯示器可視范圍和顯示器的尺寸相等。2、可視角度:由于LCD顯

30、示器的特性，當(dāng)人眼與顯示屏之間的角度稍大一點(diǎn)時(shí)，就無法看清顯示的內(nèi)容。LCD顯示器的可視角度是指在位于屏幕邊可清晰看見屏幕影像的最大角度?？梢暯嵌确譃樗降目梢暯嵌群痛怪钡目梢暯嵌?。數(shù)值越大越好。由于提供LCD顯示器顯示的光源經(jīng)折射和反射后輸出時(shí)已有一定的方向性，超出這一范圍觀看就會產(chǎn)生色彩失真的現(xiàn)象，CRT顯示器不會有這個問題。LCD顯示器的可視角度都是左右對稱的，但上下就不一定對稱了，常常是上下角度小于左右角度。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，

31、目前17英寸LCD顯示器水平可視角度和垂直可視角度都可達(dá)到160度。 3、亮度與對比度:亮度是指畫面的明亮程度，以平方米蝕光（cd/m2）為單位,對于LCD顯示器來說，背光光源的亮度決定了LCD顯示器畫面的亮度和色彩的飽和度，亮度越高顯示畫面的層次就越豐富，顯示質(zhì)量也就越高。市面上主流LCD顯示器的亮度為300cd/m²以上。 對比度則是最大亮度和最小亮度的比值。對比度越高，圖像越清晰，還原的畫面層次就越好。普

32、通LCD顯示器的對比度大多集中在400∶1～700∶1的水平上,,2.8 顯示器,五、 LCD顯示器的性能指標(biāo),,2.8 顯示器,五、LCD顯示器的性能指標(biāo) 4、分辨率（最佳分辨率）:液晶顯示器和傳統(tǒng)的CRT顯示器，分辨率都是重要的參數(shù)之一。傳統(tǒng)CRT顯示器所支持的分辨率較有彈性，而液晶的像素間距已經(jīng)固定，所以支持的顯示模式不像CRT那么多。液晶的最佳分辨率，也叫最大分辨率就是它的真實(shí)分辨率，在該分辨率下，液晶顯示器才能顯現(xiàn)最佳

33、影像。 5、響應(yīng)時(shí)間:響應(yīng)時(shí)間是LCD顯示器最重要的一個性能指標(biāo)，它以ms（毫秒）為單位，是指像素由暗轉(zhuǎn)明的速度。實(shí)際上就是指的液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一種分子排列狀態(tài)所需要的時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間愈小愈好如果響應(yīng)時(shí)間過長，則用戶會看到顯示屏有拖尾的現(xiàn)象，影響整個畫面的效果。要使多媒體娛樂時(shí)感覺不到拖尾現(xiàn)象，LCD顯示器的響應(yīng)時(shí)間至少應(yīng)該控制在8ms以下。,,2.8 顯示器,五、LCD顯示器的性能指標(biāo) 6、刷新頻率：由于