显卡与显示器

显卡与显示器 第六章 显卡与显示器 [章节] 一、目的要求: 1、让学生了解显卡与显示器的发展历程, 2、掌握显卡的结构、工作原理和性能指标, 3、掌握显示器的分类、原理和形成指标, 4、了解目前流行的显卡及显示器。 二、教学重点: 显卡的结构、工作原理和性能指标, 显示器的分类、原理和形成指标 三、教学难点: 显卡的结构、工作原理和性能指标 四、教学: ?6-1 显卡的发展历程 ?6-2 显示器的发展历程 ?6-3 显卡的结构与工作原理 ?6-4 显卡的性能指标 ?6-5 显示器的分类 ?6-6 显示器的原理 ?6-7 显示器的性能指标 ?6-8 流行的显卡及显示器简介 五、课时分配: ?6-1 ， ?6-8 2学时 共计2学时 [授课日期] [周次] [星期] 课 题: 第六章、显卡与显示器 目的要求: 1、让学生了解显卡与显示器的发展历程, 2、掌握显卡的结构、工作原理和性能指标, 3、掌握显示器的分类、原理和形成指标, 4、了解目前流行的显卡及显示器。 教学重点: 显卡的结构、工作原理和性能指标, 显示器的分类、原理和形成指标 教学难点: 显卡的结构、工作原理和性能指标 教学设备: 硬件拆装实训室提供的硬件 教学方法: 理论教学 时间分配: 两学时 引 入 10分钟, 讲 授 80分钟, 小 结 10分钟。 审 批: 教学内容: 教学过程,一, ?6-1 显卡的发展历程 1981年～IBM推出了个人电脑时～它提供了两种显卡～一种是"单色显卡,简 称 MDA,～一种是 “彩色绘图卡” ,简称 CGA,。 1982年～IBM又推出了MGA,Monochrome Graphic Adapter,。 1995年～3D图形加速卡正式走入玩家的视野。 1998年大量更加精美的3D游戏集体上市。 1999年～显卡市场出现了百花齐开的局面。 1999年到2000年～nVidia在1999年末推出了一款革命性的显卡—Geforce 256 。 2001年以后～显卡市场演变为nVidia与ATI两雄争霸的局势。 2002年～nVidia与ATI的竞争更加白热化。 2003年的显卡市场依旧为nVidia与ATI所统治。 2004年是ATI大放异彩的一年～不过其最大的功臣却是来自于面向中低端 的Radeon 9550。 2005年～PCI-E平台已渐渐为普通用户所了解和接受。 ?6-2 显示器的发展历程 显示器的发展大体上可以分为四个阶段: 第一阶段,20世纪80年代至90年代初,～球面显示器。这一阶段显示器的显像管都以球面的形态出现～在水平和垂直方向都是弯曲的～图像也随着屏幕的形态弯曲。 第二阶段,20世纪90年代中至90年代末,～平面直角显示器。其屏幕表面接近平面～四个角都是直角～显示质量也有了较大提高。 第三阶段,20世纪90年代末至21世纪初,～纯平显示器。在第三阶段～调节操控方面诞生了OSD,屏幕显示菜单控制,～它实际上是数控调节方式的一种。 第四阶段,21世纪初至今,～液晶显示器。液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性～通电时导通～排列变得有秩序～使光线容易通过,不通电时排列混乱～阻止光线通过。通过和不通过的组合就可以在屏幕上显示出图像来。 ?6-3 显卡的结构与工作原理 1、显卡的结构: ,1,显示芯片及散热风扇:显示芯片是显卡的接口部件～是显卡的“CPU”～它直接决定了显卡档次的高低和性能的好坏。 ,2,显示内存:用来暂时存放显示芯片处理的数据或即将提取的渲染数据。显存也是显卡的核心部件之一～它的优劣和容量大小直接决定显卡的最终性能表现。 ,3,RAMDAC:将暂存于显存中要输出的数字信号转换为显示器能够识别并显示出来的模拟信号 ,4,VGA BIOS芯片:显卡的BIOS芯片中存储了显卡的硬件控制程序和相关信息。 ,5,AGP接口:显卡的接口是指显卡与主板连接时所采用的接口方式。显卡的接口决定着显卡与系统之间数据传输的最大带宽～不同接口的显卡性能差异较大。PCI接口的传输率为133MB/s～AGP接口最大可达2133MB/s～PCI Express接口则可达到8GB/s 。 ,6,VGA,Video Graphics Array,插座:它是专为只能识别模拟信号的显示器提供的计算机与显示器连结的接口。 2、显卡的工作原理: 显示芯片处理完的资料会全部传送到显存～然后进入极为关键的RAMDAC单元,Digital Analog Converter,。RAMDAC单元所需要完成的任务便是数模转换～因为显卡芯片处理的是数字信息～而普通CRT显示器接收的都是模拟信息～所以这一步是必不可少的。 显示芯片与RAMDAC是两个非常忙碌的高速设备～而显存必须随时受它们两个差遣。每一次当显示屏画面改变～显示芯片就必须更改显存里面的资料～而且这一动作是连续进行的。RAMDAC 也必须不断地读取显存上的资料～以维持画面的刷新。分辨率越高～从芯片传到显存的资料也就越多～而RAMDAC从显存读取资料的速度就要更快才行～为此显存必须在容量以及速度方面达到一定的要求。 显卡的工作原理是:显卡开始工作前,图形渲染建模前,～通常把所需要的材质和纹理数据传送到显卡里面～开始工作时,进行建模渲染,～这些数据通过AGP总线进行传输～显示芯片将通过AGP总线提取存储在显存中的数据～除了建模渲染数据处理外～还有大量的数据和工作指令流需要进行交换～这些数据通过RAMDAC转换为模拟信号输出到显示端～最终完成一个完整的画面。 ?6-4 显卡的性能指标 1、显存大小:显存大小是指显卡显示内存的容量大小～是选择显卡时的关键参数之一。显存大小决定着显存临时存储数据的多少。显存大小主要有16MB、32MB、64MB和128MB等几种。 2、色深:色深指的是每个像素可显示的颜色数～它的单位是“bit,位,。每个像素可显示的颜色数取决于显示卡上给它分配的DAC位数～位数越高～每个像素可显示出的颜色数目就愈多。 3、分辨率:分辨率是指显卡在显示器上所能描绘的像素点的数量。显卡能输出的显示分辨率并不代表该计算机系统就一定能达到这个分辨率～它还必须要有相应的显示器配套才可以 4、刷新频率:刷新频率是指图像在显示器上的更新速度～也就是图像每秒钟在屏幕上出现的帧数～用Hz作为单位。刷新频率越高～屏幕上图像的闪烁感就越小～图像就越稳定～视觉效果就越好。 教学过程,二, ?6-5 显示器的分类 1、按显示器的显像管分类:一是传统显示器～即CRT显示器～CRT显示器又可细分为球面显像管和纯平显像管两种显示器。二是液晶显示器～三是等离子显示器PDP。 2、按显示色彩分类:把显示器分为单色显示器和彩色显示器。 3、按屏幕大小分类:可把显示器分为14英寸、15英寸、17英寸、19英寸、20英寸或更大等几种。 ?6-6 显示器的原理 1、CRT显示器原理:CRT显示器的显示系统与电视机相同。它的显像管实际就是电子枪。一般有三个电子枪。显示器的显示屏幕上涂有一层荧光粉。电子枪 发射出的电子束击打在屏幕上～使被击打位臵的荧光粉发光～产生一个个光点,像素,～从而形成图像。每一个发光点又由“红、绿、蓝”三个小的发光点组成,三个电子枪,。由于电子束是分为三条的～分别射向屏幕上的这三种不同颜色的发光小点～从而在屏幕上出现绚丽多彩的画面。 2、LCD显示器原理:液晶显示器的显像原理～是将液晶分子臵于两片导电玻璃薄片之间,电极面向内,～靠两个电极间电场的驱动～引起夹于其间的液晶分子扭曲向列的电场效应～以控制光源透射或遮蔽功能～在电源关开之间产生的明暗而将影像显示出来～若加上彩色滤光片～则可以显示彩色影像。 3、等离子显示器原理:等离子显示器是一种利用气体放电的显示装臵～它采用等离子管作为发光元件～大量的等离子管排列在一起构成屏幕。在等离子管电极间加上电压后～封在两层玻璃之间的等离子管小室内的氖氙气体就会产生紫外光～从而激活平板上的红绿蓝三原色荧光粉发生可见光。每个离子管作为一个像素～由这些像素的明暗变化和颜色变化组合～产生各种灰度和色彩的图像～与其他的显像管的发光原理类似。 ?6-7 显示器的性能指标 1、CRT显示器的性能指标: 幕带尺寸:幕带尺寸也叫显示尺寸～它通常是指CRT显示器显像管对角线的长度～以英寸,in,作为单位。常见的尺寸有15英寸、17英寸、19英寸、21英寸等几种。 屏幕外形:因采用的显像管类型不一样～CRT显示器的屏幕外形各有不同。 点 距:点距是指屏幕上相邻两个同色像素之间的距离。即两个红色,或蓝色、绿色,像素单元之间的距离。点距越小～画面也就越精细。下图所示为显示器的点距图。 分辨率:CRT显示器的分辨率就是显示器屏幕上图像的精密度～主要指显示器所能显示的点数的多少。显示器所能显示的点数越多～画面也就越精细。通常用横向点×纵向点的方式来表示一台CRT显示器的分辨率。1024×768～1280×1024。 刷新频率:刷新频率又叫场频或垂直扫描频率.它是指单位时间内电子枪对整个屏幕进行扫描的次数。从保护人眼的角度出发～刷新频率越高越好。另外还有一个行频参数～所谓行频即水平扫描频率～就是指电子枪每秒在荧光屏上扫过的水平线的数量～以KHz,千赫兹,为单位。行频是一个综合分辨率与场频的参 数,行频=场频×垂直分辨率×1.04,～它的值越大越好～最低不能低于50KHz。目前CRT显示器主流的行频为70KHz、85KHz和96KHz等几种规格。 宽:带宽是指每秒钟电子枪扫描过的图像点的个数～以MHz,兆赫兹,带 为单位～表明了显示器电路可以处理的频率范围. 调节方式:调节方式是指显示器提供的对显示器的各项工作指标～包括色彩、模式、几何形状等进行调整而使显示器达到最佳使用状态的方式。 2、LCD显示器的性能指标: 可视面积:是指液晶显示器屏幕对角线的长度～单位为英寸。液晶显示器采用的标称尺寸就是它实际屏幕的尺寸. 点距:LCD显示器的像素间距类似于CRT的点距。点距一般指显示屏相邻两个像素点之间的距离。 分辨率:LCD显示器的像素间距已固定～它并不能象CRT显示器那样支持多个显示模式～LCD显示器只有在显示跟该液晶显示板所设臵的分辨率完全一样的画面时才能达到最佳效率。 亮度与对比度:LCD的亮度是指画面的明亮程度～以平方米蚀光,cd/m2,为单位,亮度也并非越亮越好。对比度则是指画面上某一点最亮时,白色,与最暗时,黑色,的亮度比值～它直接决定该液晶显示器能否表现出丰富的色阶。 响应时间:响应时间是液晶显示器的一个重要参数～它包括黑白响应时间和灰阶响应时间两种。黑白响应时间～也就是指液晶显示器各像素点对输入信号的反应速度～即像素点由全黑变为全白或由全白变为全黑所需要的时间. 视角:视角的全称是可视角度～它是指用户从不同的方向清晰地观察屏幕上所有内容的角度。数值越大越好。 最大显示色彩数:它是衡量LCD显示器的色彩表现能力的一个参数～最大显示色彩数越多～所显示的画面色彩就越丰富～层次感也越好。 3、CRT显示器与LCD显示器的比较 参数 CRT显示器 LCD显示器 无固定分辨率～只要在显示固定分辨率。在自有的分辨率下可得到最佳的显示分辨率 器允许的范围内～都可以直效果～在其他分辨率下可以以扩展或压缩的方式显 接显示出来 示画面 刷新率 不低于85Hz 最佳刷新率在60Hz 无限制～取决于系统设定及颜色数 较大～达到全彩 显示卡 体积及重量 体积较大、笨重 体积小重量轻、外观时尚 响应时间 较快 较慢～有待进一步提高 动态色彩还原 还原度较高 还原度较低 可视角度 良好的视角 视角在不断改良提升 健康状况 有幅射及电磁干扰 无幅射及电磁干扰～环保节能 价格因素 较便宜 较贵 ?6-8 流行的显卡及显示器简介 1、几款流行显卡简介: 盈通镭龙 七彩虹镭风 微星NX6600GT—TD128E 华硕V9999GE R9596XT 9550CF白金版 显示芯片 ATIRadeon 9550 ATIRadeon 9550 NVIDIAGeForce6600GT NVIDIA GeForce 6800 核心频率450MHz 250MHz —— 350MHz ,MHz, 显存类型 DDR II DDR DDR III DDR III 显存容量256MB 128MB 128MB 256MB ,MB, 显存位宽128 128 128 256 ,bit, 显存封装 mBGA封装 TSOP封装 —— —— 显存速度2.8ns 5ns 2ns —— ,ns, 显存频率700MHz 400MHz 1000MHz 1000MHz ,MHz, 总线接口 AGP 8X AGP 8X/4X PCI—E 16X AGP 8X 15针D型,VGA,15针D型,VGA,接口～15针D型,VGA,接口～ S—Video端口及接口～S—Video接S—Video接口,TV—S—Video接口,TV—输出端口 24针DVI—I接口 口,TV—out, out, out, 24针DVI—I接口 24针DVI—I接口 24针DVI—I接口 市场参考 699元 520—670元 1199元 3985—4285元 2、几款流行显示器简介: 飞利浦107S6 三星795MB 飞利浦170S5 明基FP71G 三星7BN 显示屏尺寸 17英寸 17英寸 17英寸 17英寸 17英寸 显像管参数 纯平 纯平 液晶 液晶 液晶 点距/栅距,mm, 0.25/0.21 0.2 0.264 0.264 0.264 水平扫描 30—71KHz 30—85KHz 30—82KHz 30—83KHz 30—81KHz 垂直扫描 50—160Hz 50—160Hz 56—76Hz 56—76Hz 56—75Hz 最高分辨率 1280×1024 1600×1200,68Hz, 1280×1024 1280×1024 1280×1024 1024×768,85Hz, 推荐分辨率 1024×768 —— —— —— 1280×1024,75Hz, 带宽,MHz, 120MHz 185MHz —— 135MHz 135MHz 消耗功率 68W 80W 30W 40W 34W 产品重量,kg, 15kg —— 4.2kg 3.8kg 4.4kg 亮度 —— —— 250cd/m2 300—350cd/ m2 300 cd/m2 响应时间 —— —— 16ms 8ms 8ms 对比度 —— —— 450:1 500:1 600:1 TC003,银黑, 安全认证 符合MPR-II —— TC003 TC099 TC009,黑色, 市场参考价 890-950元 1040-1120元 2150-2560元 2199-2350元 2349-2580元 授课小结: 通过本章学习使同学们学习到显卡和显示器的结构、原理及性能。 练习与作业: 本章习题中所有题目。 后 记: