第5章 顯卡與顯示器

1、第5章 顯卡和顯示器,第5章 顯卡和顯示器,5.1 閱讀資料：顯卡的發(fā)展歷程5.2 閱讀資料：顯示器的發(fā)展歷程5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理5.4 顯卡的性能指標(biāo)5.5 顯示器的分類5.6 顯示器的原理5.7 顯示器的性能指標(biāo)5.8 流行顯卡及顯示器簡(jiǎn)介,5.1 閱讀資料：顯卡的發(fā)展歷程,1981年，IBM推出了個(gè)人電腦時(shí)，它提供了兩種顯卡，一種是"單色顯卡（簡(jiǎn)稱 MDA），一種是&

2、#160;“彩色繪圖卡” （簡(jiǎn)稱 CGA）。1982年，IBM又推出了MGA（Monochrome Graphic Adapter）。1995年，3D圖形加速卡正式走入玩家的視野。1998年，大量更加精美的3D游戲集體上市。1999年，顯卡市場(chǎng)出現(xiàn)了百花齊開的局面。1999年到2000年，nVidia在1999年末推出了一款革命性的顯卡—Geforce 256 。2001年以

3、后，顯卡市場(chǎng)演變?yōu)閚Vidia與ATI兩雄爭(zhēng)霸的局勢(shì)。2002年，nVidia與ATI的競(jìng)爭(zhēng)更加白熱化。2003年，顯卡市場(chǎng)依舊為nVidia與ATI所統(tǒng)治。2004年，是ATI大放異彩的一年，不過其最大的功臣卻是來自于面向中低端的Radeon 9550。2005年，PCI-E平臺(tái)已漸漸為普通用戶所了解和接受。,5.2 閱讀資料：顯示器的發(fā)展歷程,顯示器的發(fā)展大體上可以分為四個(gè)階段。第一階段（20世紀(jì)80年代至90

4、年代初）是球面顯示器。這一階段顯示器的顯像管都以球面的形態(tài)出現(xiàn)，在水平和垂直方向都是彎曲的，圖像也隨著屏幕的形態(tài)彎曲。第二階段（20世紀(jì)90年代中至90年代末）是平面直角顯示器。其屏幕表面接近平面，四個(gè)角都是直角，顯示質(zhì)量也有了較大提高。第三階段（20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初）是純平顯示器。在第三階段，調(diào)節(jié)操控方面誕生了OSD（屏幕顯示菜單控制），它實(shí)際上是數(shù)控調(diào)節(jié)方式的一種。第四階段（21世紀(jì)初至今）是液晶顯示器。液晶顯示器的

5、原理是利用液晶的物理特性，通電時(shí)導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。通過和不通過的組合就可以在屏幕上顯示出圖像來。,5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理,5.3.1 顯卡的結(jié)構(gòu)5.3.2 顯卡的工作原理,5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理,5.3.1 顯卡的結(jié)構(gòu),5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理,5.3.1 顯卡的結(jié)構(gòu)1．顯示芯片及散熱風(fēng)扇顯示芯片是顯卡的接口部件，是顯卡的“CPU”，它直接決定了顯卡

6、檔次的高低和性能的好壞。2．顯示內(nèi)存用來暫時(shí)存放顯示芯片處理的數(shù)據(jù)或即將提取的渲染數(shù)據(jù)。顯存也是顯卡的核心部件之一，它的優(yōu)劣和容量大小直接決定顯卡的最終性能表現(xiàn)。,5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理,5.3.1 顯卡的結(jié)構(gòu)3．RAMDAC將暫存于顯存中要輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為顯示器能夠識(shí)別并顯示出來的模擬信號(hào)4．VGA BIOS芯片顯卡的BIOS芯片中存儲(chǔ)了顯卡的硬件控制程序和相關(guān)信息。,5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理,5.3.

7、1 顯卡的結(jié)構(gòu)5．AGP接口顯卡的接口是指顯卡與主板連接時(shí)所采用的接口方式。顯卡的接口決定著顯卡與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲髱?，不同接口的顯卡性能差異較大。PCI接口的傳輸率為133MB/s，AGP接口最大可達(dá)2133MB/s，PCI Express接口則可達(dá)到8GB/s 。6．VGA（Video Graphics Array）插座它是專為只能識(shí)別模擬信號(hào)的顯示器提供的計(jì)算機(jī)與顯示器連結(jié)的接口。,5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理,

8、5.3.2 顯卡的工作原理顯示芯片處理完的資料會(huì)全部傳送到顯存，然后進(jìn)入極為關(guān)鍵的RAMDAC單元（Digital Analog Converter）。RAMDAC單元所需要完成的任務(wù)便是數(shù)模轉(zhuǎn)換，因?yàn)轱@卡芯片處理的是數(shù)字信息，而普通CRT顯示器接收的都是模擬信息，所以這一步是必不可少的。顯示芯片與RAMDAC是兩個(gè)非常忙碌的高速設(shè)備，而顯存必須隨時(shí)受它們兩個(gè)差遣。每一次當(dāng)顯示屏畫面改變，顯示芯片就必須更改顯存里面的資料，而且這一

9、動(dòng)作是連續(xù)進(jìn)行的。RAMDAC 也必須不斷地讀取顯存上的資料，以維持畫面的刷新。分辨率越高，從芯片傳到顯存的資料也就越多，而RAMDAC從顯存讀取資料的速度就要更快才行，為此顯存必須在容量以及速度方面達(dá)到一定的要求。,5.3 顯卡的結(jié)構(gòu)與工作原理,5.3.2 顯卡的工作原理顯卡的工作原理是：顯卡開始工作前（圖形渲染建模前），通常把所需要的材質(zhì)和紋理數(shù)據(jù)傳送到顯卡里面，開始工作時(shí)（進(jìn)行建模渲染），這些數(shù)據(jù)通過AGP總線進(jìn)行傳輸，顯示

10、芯片將通過AGP總線提取存儲(chǔ)在顯存中的數(shù)據(jù)，除了建模渲染數(shù)據(jù)處理外，還有大量的數(shù)據(jù)和工作指令流需要進(jìn)行交換，這些數(shù)據(jù)通過RAMDAC轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出到顯示端，最終完成一個(gè)完整的畫面。,5.4 顯卡的性能指標(biāo),5.4.1 顯存大小5.4.2 色深5.4.3 分辨率5.4.4 刷新頻率,5.4 顯卡的性能指標(biāo),5.4.1 顯存大小顯存大小是指顯卡顯示內(nèi)存的容量大小，是選擇顯卡時(shí)的關(guān)鍵參數(shù)之一。顯存大小決定著顯存臨時(shí)存

11、儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多少。顯存大小主要有16MB、32MB、64MB和128MB等幾種。5.4.2 色深色深指的是每個(gè)像素可顯示的顏色數(shù)，它的單位是“bit（位）。每個(gè)像素可顯示的顏色數(shù)取決于顯示卡上給它分配的DAC位數(shù)，位數(shù)越高，每個(gè)像素可顯示出的顏色數(shù)目就愈多。,5.4 顯卡的性能指標(biāo),5.4.3 分辨率分辨率是指顯卡在顯示器上所能描繪的像素點(diǎn)的數(shù)量。顯卡能輸出的顯示分辨率并不代表該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就一定能達(dá)到這個(gè)分辨率，它還必須要有相應(yīng)

12、的顯示器配套才可以。5.4.4 刷新頻率刷新頻率是指圖像在顯示器上的更新速度，也就是圖像每秒鐘在屏幕上出現(xiàn)的幀數(shù)，用Hz作為單位。刷新頻率越高，屏幕上圖像的閃爍感就越小，圖像就越穩(wěn)定，視覺效果就越好。,5.5 顯示器的分類,1．按顯示器的顯像管分類一是傳統(tǒng)顯示器，即CRT顯示器，CRT顯示器又可細(xì)分為球面顯像管和純平顯像管兩種顯示器。二是液晶顯示器，三是等離子顯示器PDP。,CRT顯示器,LCD液晶顯示器,PDP等離子顯示器,

13、5.5 顯示器的分類,2．按顯示色彩分類把顯示器分為單色顯示器和彩色顯示器。3．按屏幕大小分類可把顯示器分為14英寸、15英寸、17英寸、19英寸、20英寸或更大等幾種。,5.6 顯示器的原理,5.6.1 CRT顯示器原理5.6.2 LCD顯示器原理5.6.3 等離子顯示器原理,5.6 顯示器的原理,5.6.1 CRT顯示器原理CRT顯示器的顯示系統(tǒng)與電視機(jī)相同。它的顯像管實(shí)際就是電子槍。一般有三個(gè)電子槍。顯示器的

14、顯示屏幕上涂有一層熒光粉。電子槍發(fā)射出的電子束擊打在屏幕上，使被擊打位置的熒光粉發(fā)光，產(chǎn)生一個(gè)個(gè)光點(diǎn)（像素），從而形成圖像。每一個(gè)發(fā)光點(diǎn)又由“紅、綠、藍(lán)”三個(gè)小的發(fā)光點(diǎn)組成（三個(gè)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。,5.6 顯示器的原理,5.6.2 LCD顯示器原理液晶顯示器的顯像原理，是將液晶分子置于兩片導(dǎo)電玻璃薄片之間（電極面向內(nèi)），靠?jī)蓚€(gè)電極間電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)

15、，引起夾于其間的液晶分子扭曲向列的電場(chǎng)效應(yīng)，以控制光源透射或遮蔽功能，在電源關(guān)開之間產(chǎn)生的明暗而將影像顯示出來，若加上彩色濾光片，則可以顯示彩色影像。5.6.3 等離子顯示器原理等離子顯示器是一種利用氣體放電的顯示裝置，它采用等離子管作為發(fā)光元件，大量的等離子管排列在一起構(gòu)成屏幕。在等離子管電極間加上電壓后，封在兩層玻璃之間的等離子管小室內(nèi)的氖氙氣體就會(huì)產(chǎn)生紫外光，從而激活平板上的紅綠藍(lán)三原色熒光粉發(fā)生可見光。每個(gè)離子管作為一個(gè)像

16、素，由這些像素的明暗變化和顏色變化組合，產(chǎn)生各種灰度和色彩的圖像，與其他的顯像管的發(fā)光原理類似。,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.1 CRT顯示器性能指標(biāo)5.7.2 LCD顯示器的性能指標(biāo)5.7.3 CRT顯示器與LCD顯示器的比較,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.1 CRT顯示器性能指標(biāo)1．幕帶尺寸幕帶尺寸也叫顯示尺寸，它通常是指CRT顯示器顯像管對(duì)角線的長(zhǎng)度，以英寸（in）作為單位。常見的尺寸有15英寸、17

17、英寸、19英寸、21英寸等幾種。2．屏幕外形因采用的顯像管類型不一樣，CRT顯示器的屏幕外形各有不同。,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.1 CRT顯示器性能指標(biāo)3．點(diǎn)距點(diǎn)距是指屏幕上相鄰兩個(gè)同色像素之間的距離。即兩個(gè)紅色（或藍(lán)色、綠色）像素單元之間的距離。點(diǎn)距越小，畫面也就越精細(xì)。,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.1 CRT顯示器性能指標(biāo)4．分辨率CRT顯示器的分辨率就是顯示器屏幕上圖像的精密度，主要指顯示器所能

18、顯示的點(diǎn)數(shù)的多少。顯示器所能顯示的點(diǎn)數(shù)越多，畫面也就越精細(xì)。通常用橫向點(diǎn)×縱向點(diǎn)的方式來表示一臺(tái)CRT顯示器的分辨率。1024×768，1280×1024。5．刷新頻率刷新頻率又叫場(chǎng)頻或垂直掃描頻率.它是指單位時(shí)間內(nèi)電子槍對(duì)整個(gè)屏幕進(jìn)行掃描的次數(shù)。從保護(hù)人眼的角度出發(fā)，刷新頻率越高越好。另外還有一個(gè)行頻參數(shù)，所謂行頻即水平掃描頻率，就是指電子槍每秒在熒光屏上掃過的水平線的數(shù)量，以KHz（千赫茲）為單位。

19、行頻是一個(gè)綜合分辨率與場(chǎng)頻的參數(shù)（行頻=場(chǎng)頻×垂直分辨率×1.04），它的值越大越好，最低不能低于50KHz。目前CRT顯示器主流的行頻為70KHz、85KHz和96KHz等幾種規(guī)格。,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.1 CRT顯示器性能指標(biāo)6．帶寬帶寬是指每秒鐘電子槍掃描過的圖像點(diǎn)的個(gè)數(shù)，以MHz（兆赫茲）為單位，表明了顯示器電路可以處理的頻率范圍.7．調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)方式是指顯示器提供的對(duì)顯示器的各項(xiàng)工

20、作指標(biāo)，包括色彩、模式、幾何形狀等進(jìn)行調(diào)整而使顯示器達(dá)到最佳使用狀態(tài)的方式。,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.2 LCD顯示器的性能指標(biāo)1．可視面積是指液晶顯示器屏幕對(duì)角線的長(zhǎng)度，單位為英寸。液晶顯示器采用的標(biāo)稱尺寸就是它實(shí)際屏幕的尺寸.2．點(diǎn)距LCD顯示器的像素間距類似于CRT的點(diǎn)距。點(diǎn)距一般指顯示屏相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)之間的距離。3．分辨率LCD顯示器的像素間距已固定，它并不能象CRT顯示器那樣支持多個(gè)顯示模式，LCD顯

21、示器只有在顯示跟該液晶顯示板所設(shè)置的分辨率完全一樣的畫面時(shí)才能達(dá)到最佳效率。,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.2 LCD顯示器的性能指標(biāo)4．亮度與對(duì)比度LCD的亮度是指畫面的明亮程度，以平方米蝕光（cd/m2）為單位,亮度也并非越亮越好。對(duì)比度則是指畫面上某一點(diǎn)最亮?xí)r（白色）與最暗時(shí)（黑色）的亮度比值，它直接決定該液晶顯示器能否表現(xiàn)出豐富的色階。5．響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間是液晶顯示器的一個(gè)重要參數(shù)，它包括黑白響應(yīng)時(shí)間和灰階響應(yīng)時(shí)

22、間兩種。黑白響應(yīng)時(shí)間，也就是指液晶顯示器各像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)的反應(yīng)速度，即像素點(diǎn)由全黑變?yōu)槿谆蛴扇鬃優(yōu)槿谒枰臅r(shí)間。,5.7 顯示器的性能指標(biāo),5.7.2 LCD顯示器的性能指標(biāo)6．視角視角的全稱是可視角度，它是指用戶從不同的方向清晰地觀察屏幕上所有內(nèi)容的角度。數(shù)值越大越好。7．最大顯示色彩數(shù)它是衡量LCD顯示器的色彩表現(xiàn)能力的一個(gè)參數(shù)，最大顯示色彩數(shù)越多，所顯示的畫面色彩就越豐富，層次感也越好。,5.7 顯示器的性