第09章音视频硬件

1、第9章音视频硬件9.1视频显示技术和鼠标键盘一样，视频显示已成为任何计算机“用户界面”至为重要的一部分。视频显示实际上落后于计算的发展，在CRT显示器普遍使用之前，电传打字机是计算机的标准接口一一它是一个体积庞大、噪音也大的设备，在一卷滚动的纸上打印输入输出字符。按照今天的标准来看， 最初的CRT显示是非常简单的，它们只能显示单色的文本（通常为绿色），但它们能够实时显示输入输出数据，这在当时已经是一个很大的进步。今天的PC视频显示技术更加成熟，但是当用户选择视频硬件时还是一定要小心。即使最快最强大的PC也会因为显示减慢了系统速度而令人烦恼，并且引起眼睛疲劳，或者不适于完成预定的任务。PC视频子

2、系统由两大部分组成：显示器（或视频显示）。可以是CRT显示器，也可以是 LCD显示器。视频适配器（也称为视频卡或者是图形适配器）。现今多数低成本系统中，视频都集成到主板或主板芯片组中。，所有给显示器或显示注意 视频这个术语在这里并不一定意味着存在活动的图像（比如电视屏幕） 器发送信号的适配器就是视频适配器，而不管它们是不是用于显示活动图像的应用程序（如多媒体和视频 会议软件）。9.1.1 CRT显示原理显示器可使用多种显示技术，最流行的是阴极射线管（CRT）技术。电视也采用这种技术。CRT包含了一个封装在玻璃体内的真空管，管的一端有一个电子枪，可以发出我们在屏幕上所见到的红、绿、蓝三 色电子束

3、，从而组合成任意颜色，另一端是涂磷的荧光屏。当电子枪被加热之后，就会发射高速的电子流，轰击管的另一端。在传输路径上，聚焦控制和偏转线 圈控制电子束打到荧光屏的特殊点上。磷光物质受到撞击后会发光，这些光就是在人们看电视或计算机屏 幕时所显示的。通常使用三层磷光物质：红色的、绿色的和蓝色的。不同的电子束通过一个称为荫罩板（Shadow Mask）的金属盘对齐方向，另外还有一些槽洞，能将红、绿、蓝色磷光电子分为三组（每种颜 色为一组）。不同的荫罩板会产生不同的图像效果，三种电子间的距离则会影响图像的亮暗。图9-1说明了典型的CRT的内部结构。电子枪图9-1典型的CRT显示器是一个大的真空管，内有三个

4、电子枪（红色、绿色和蓝色）磷光有一个物理参数，叫做余辉，它表示光在屏幕上的停留时间。由于余辉的存在，电视机在关闭后 的几秒钟内仍然会在荧屏上存留微弱的图像。显示的扫描频率决定了图像刷新的频率。余辉应和扫描频率适当地匹配，以减少图像闪烁（当余辉太低时发生）和消除幻影（当余辉太高时发生）。电子束的移动速度非常快，它从左向右、从上到下采用光栅模式扫描屏幕。水平扫描率是指电子束横 向在屏幕上移动的速度。扫描过程中，在屏幕上应该显示图像的地方，电子束撞击磷光物质。电子束的强度也会变化以产生不 同亮度。因为磷光很快就会消失，所以电子束必须持续地扫描屏幕以保持图像一一这就是重绘屏幕，或者 称为刷新屏幕。现在

5、的大多数CRT显示器已经达到85赫兹左右的理想刷新率（也称为垂直扫描频率），即每秒钟屏幕 要刷新85次。刷新率太低会引起屏幕闪烁，弓I起眼部疲劳。刷新率越高对眼睛越好，低价的显示器只能在640 X 480或800 X 600分辨率下达到无闪烁的刷新率， 用户应该使用在 1024 X 768分辨率下仍保持高刷 新频率的显示器。显示器期望的刷新率必须与显卡提供的刷新率匹配，否则用户将会看不到图像，也会损坏显示器。变频显示器尽管有几种显示器的刷新率是固定的，但大多数显示器仍支持一定范围的刷新率。这样可以为当前及 以后的广泛的显示标准提供了内在的兼容性。支持多种视频标准的显示器被称为变频显示器。事实上

6、，现 在销售的所有显示器都是多个频率的，这意味着它们支持许多的流行视频信号标准。不同厂商给它们的变 频显示器冠以不同的商标名称，如多同步、多频、多扫描、自动同步和自动跟踪。曲面与平面显像管荧光屏有两种形式：曲面的和平面的。至今典型的显示屏仍然是曲面的，它在屏幕中央凸出，这在绝 大多数的CRT设计中是一致的。大多数电视机也是这样。Sony Trinitron CRT的显示器只在水平方向上 FST ）。Sony 的 FD Trinitron 和 NEC-Mitsubishi 的传统显示屏在垂直和水平方向上均是弯曲的，一些使用 弯曲，而在垂直方向上是平面的，它们被称为平面管设计（现在许多厂家也出售水

7、平和垂直方向均是平面的显示器。DiamondTron NF以及ViewSonic的PerfectFlat就是几种流行的平面 CRT，它们是自从 20世纪80年代末 短暂的Zenith FTM显示器以来最早用于PC的这种屏幕。很多人喜欢这种平面屏幕，因为这些显像管无眩光，画面质量更高、更精确。尽管平面CRT比传统的曲面CRT稍贵一些，但它们的价格也只是平面LCD显示器的1/3到1/2。图9-2比较了典型的曲面和平面 CRT显像管的横截面。玻璃面板电子枪图15-2典型的曲面 CRT （左）与 Sony Trinitron FD 平面CRT （右）的比较9.1.4 DVICRT显示器的数字信号CRT

8、显示器设计的最新趋势是数字输入信号采用了与LCD平面显示器相同的 DVI （ Digital VideoIn terface，数字视频接口）标准。尽管几家主要生产厂商在1999年宣称其CRT产品支持 DVI-I接口，但多数CRT显示器（除了少量的19英寸以上的高端显示器以外）继续使用传统的15英寸模拟VGA连接器。与20世纪80年代只支持几种颜色的 TTL数字显示器不同，这些支持DVI - I接口的CRT显示器支持和模 拟CRT统一的无限颜色光谱。用户会从数字显示器中获益，因为它们可以产生更好的图像质量、更好的信号接收效果和准确的自动安装配置。大多数显卡仍只支持模拟 （DB-15 ） VGA连

9、接器，因此这些显示器可以支持模拟的和 20针DVI接口。 但随着全数字的LCD显示器仍然广泛使用 DVI接口，模拟的 VGA最终会被基于 DVI的CRT以及LCD 显示器取代。视频适配器类型显示器需要有输入信号，该信号来源于计算机中的视频适配器。计算机与CRT或LCD显示器有三种连接方式：插到主板上的显卡。这种方法需要使用一个AGP或PCI扩展插槽，但在存储器大小和特性方面可以提供尽可能高的性能和极大的通用性。主板上的视频专用芯片组。这种方法比插卡式的性能差一些，内存几乎不能进行升级。带有集成视频的主板芯片组。这是三种方法中成本最低的方案，但性能也是最低的，特别是玩3D游戏或运行其他图形应用程

10、序时。与插卡式相比，分辨率和色彩饱和度也要有限的多。多数使用旧的AT主板或ATX主板的系统一般会使用视频插卡，而Micro-ATX主板一般会在主板上使用视频芯片组。许多具有Micro-ATX、Flex-ATX或NLX外形规格的新型低成本计算机都使用集成了视频的主板芯片组（如Intel 810系列）。集成视频（可以带有视频芯片组，也可以带有包含视频的主板芯片组） 的系统通常可以通过插入一块显卡来进行升级，但对于不带有AGP插槽的系统，只能用 PCI显示卡来升级，但这样的显示卡已很少了。术语“视频适配器”既是指集成视频电路，也指单独的视频电路。9.2 LCD显示器根据便携式计算机产品的技术，越来越

11、多的显示器制造商进入了液晶显示器（LCD ）市场。LCD具有低眩光、全平面和低功耗（它的功率是5瓦特，而一般 CRT显示器的功率是100瓦特）、LCD屏幕要比同样尺寸的CRT显示器有更大的可视面积等特点。有效矩阵（ active-matrix ） LCD平面的色质实际上已经超 过了大多数CRT显示器。图9-3显示了典型的台式 LCD显示器的外观，注意到图中小的支架可以使LCD显示器轻松工作于各种受限制的场所现在，笔记本计算机和台式机有3种基本的LCD可供选择：无源矩阵彩色、有源矩阵模拟彩色和最新的数字式有源矩阵。尽管单色LCD在掌上电脑和类似的管理设备中仍很流行，有时也用于工业显示面板，但是它

12、在 PC中已经被淘汰。实际上，随着调光器单扫描屏幕也被淘汰到手持设备行列，今天销售的 所有无源矩阵设计均采用双扫描技术。无源矩阵彩色面板主要用于低价位的笔记本计算机显示器或工业用 台式显示板，因为与有源矩阵屏幕相比，它们的价格较低并且耐用性更好。台式LCD显示板是模拟或数字有源矩阵设备。图 9-3 一个典型的 15 英寸 LCD 显示器注意，最普遍的无源矩阵显示屏幕使用Supertwist numatic技术，所以这些显示板通常被称为 STN ;有源矩阵显示板通常使用薄膜晶体管设计，因此被称为 TFT。LCD 是通过其中的液晶对光波的偏转作用来显示图像的。 液晶是像液体一样可以流动的棒状分子，

13、 可 以使光线直接穿过;但是电位可以改变晶体的方向及通过它的光的方向。对于单色 LCD ，它的每个像素均有多个液晶单元来控制其灰度。而对于彩色 LCD ，每个像素均有自己的一组液晶单元（红、绿和蓝） 。因为 LCD 显示器使用特定数量的晶体管来支持每个单元，所以它没有变频显示特性。LCD 屏幕上的所有像素均是固定大小，而 CRT 的像素则是可变大小。因此 LCD 只有固定的分辨率，但也有一些新型的 笔记本电脑显示器提供了板上扩展功能。用户在购买这类显示器之前一定要清楚自己的显卡是否支持屏幕 的分辨率并且该分辨率在显示器的生命期内是否满足用户的需求。在无源和有源矩阵 LCD 里，有两个偏转过滤器

14、，其中的第二个偏转过滤器控制每个单元通过的光量。 这些单元把光线的波长偏转到接近匹配过滤器的允许波长。每个单元通过过滤器的光越多，则像素越亮。单色 LCD 通过改变单元的亮度或以开关模式高频振动单元来获得灰度级别（最高为 64）;而彩色 LCD通过高频振动三色的单元并控制它们的亮度在屏幕上获得各种的颜色。双扫描无源矩阵LCD （DSTN ）因为其可获得有源矩阵的显示质量而价格不比其他无源矩阵高许多而近来流行起来。尽管 DSTN 提供了比直接无源矩阵更好的轴上 （直视）视觉效果， 它们的轴外 （以一定的角度观看） 效果仍然没有有源矩阵 （TFT） 好。注意 LCD 显示器的替代者是气体等离子技术

15、，如早期的一些 Toshiba 笔记本所用的黑色和桔色屏HDTV ）的平面屏幕， 如 Philips幕。一些公司将真彩气体等离子技术用于台式机屏幕和彩色高清晰度电视 的 Flat TV 。LCD 台式显示器以前主要出现在科幻电视剧的办公室里， 但在今天的办公计算环境中已成为一个越来 越合理的选择。与传统的CRT （阴极射线管）玻璃管显示器相比，LCD台式显示器具有以下优势：实际上整个的LCD面积均为可视区域，而CRT显示器的对角显像管与之比较则减少了1到1.5英寸的可视面积。因此在可视区域上 15 英寸 LCD 显示器相当于典型的 17 英寸 CRT 显示器。 前后距离小，节省了桌面空间。 一

16、些显示器具有可移动的基座，可以将显示器安装在墙上或架子上。 显示直接寻址（图像中的每一像素对应于一个晶体管） ，始终完美的校准提供了高精度的图像，没 有 CRT 的桶形失真或聚焦错误（晕圈出现在屏幕对象的边缘周围） 。 低能耗，产热少，使得 LCD 显示器更节省费用。因为LCD设备没有CRT，因此不存在电磁 VLF或ELF辐射。 许多 LCD 显示板有旋转特性，设备可以旋转 90 度，可以选择传统的“横向”水平模式进行网上 冲浪或“纵向”垂直模式处理文字和页面程序。 LCD 显示器要比同样尺寸的 CRT 显示器轻。 例如， ViewSonic VA 550 是一种 15英寸 LCD 显示器，

17、重量仅 10.1 磅，而一般的 17英寸 CRT 显示器重达 35 磅到 50 磅。关于数字 LCD 显示器，主要有以下两种标准：数字平面显示器（Digital Flat Panel,DFP）标准，由视频电子标准协会 （Video Electronic Standards Association ， VESA ）于 1999 年 2 月提出。该标准以前称为 PanelLink 。 数字可视化接口（ Digital Visual Interface ， DVI ）标准，由数字显示工作组（ Digital Display Working Group， DDWG ）于 1999年 4月提出。 DVI

18、 在硬件厂商中很流行，已经成为事实上的工业标准。图9-4显示了一些显卡和数字 LCD显示器中使用的 DFP和DVI连接器，与传统的显卡、CRT、模拟兼容的 LCD 显示器中使用的标准 VGA 连接器的比较情况。在图 9-4 的最上面的图是传统的 VGA 显卡、 CRT 和模拟兼容的 LCD 显示器使用标准的 VGA 连接器;第二个图是早期的数字 LCD 及其兼容显卡通常使用DFP连接器；第三个图是多数最新的数字LCD显示器使用 DVI-D连接器；而与模拟和数字显示器一起使用的显卡则使用DVI-I连接器（最下面的图）。引脚IDVI-D引脚1G3C4图9-4各式显示接口用户在购买LCD台式显示器之

19、前，应该注意以下几点潜在缺陷：如果用户经常切换显示分辨率（如Web开发者预览他们的作品时常要这样做），LCD显示器必须采用以下两种方法来调节分辨率：将屏幕图像缩小到只占用新分辨率的像素，因此640X 480的图像只占用1024 X 768的LCD显示屏的一部分来显示；或者将图像放大到占据整个屏幕。放大的方法越来越普遍， 这是因为用于 LCD台式显示器的数字显示工作组（DDWG ）标准规定在显示板、图形控制器或这两者里必须支持缩放。如果使用不同的分辨率确实很重要，则要检查图像放大后的质量。如果选择模拟式 LCD显示板，用户通常可以节省费用，并且可以使用已有的显卡，但是文本和图 像的画面质量可能会

20、因为计算机的数模转换（显卡里）和模数转换（LCD显示器里）而受到损失。这种转换会导致“像素抖动（pixel jitter ）”或“像素漂移（pixel swim ） ”，这种现象是由于显示器不能够决定哪些 单元应该开启或关闭，导致邻近的LCD显示单元被开启或关闭造成的。大多数显示板都有校正软件减少这个显示质量问题，但可能无法完全消除它。数字LCD显示器在安装上数字兼容的显卡后避免了转换问题。但现在，多数显卡还不能支持数字 信号。有些数字LCD显示器在其中集成了匹配的显卡，因而提高了产品价格。注意 显卡和芯片组制造商，如nVidia、S3-Via、Matrox、ATI和其他厂商，迅速在它们最新的

21、3D芯片组和显卡中加入了对数字和模拟显示板的支持。高质量的数字式或模拟 LCD显示板都能很好显示高亮度文本和图形，但它们通常不能显示和CRT一样的亮度范围。 LCD显示器的响应速度没有 CRT快，这会使得全息视频、全屏3D游戏和动画看起来有些模糊。随着价格的下降和尺寸的增大，以及对现有系统和显卡的DVI数字连接器的更多支持，现在是考虑为台式机购买LCD显示器的时候了。但在购买LCD显示器之前，用户应该知道以下的判断标准：用显示器的固有分辨率和预计使用的其他分辨率来评价它。如果打算购买模拟 LCD显示器，要用用户准备使用的显卡来试验，并且一定要检查显示板制造商 为每种型号提供的推荐显卡。如果打算

22、购买数字 LCD显示器，要确定现有的或附带的显卡（如果有的话）能支持用户所需要的 特性。例如，Open GL和高速3D支持对于游戏玩家来说是很重要的； VGA-to-TV支持对于视频生产商来 说也很重要；DVD播放软件对于观看 DVD电影是很重要的。如果选择了一台附带显卡的显示器，要确信 该显示器也支持一些标准（如DVI ）,以便以后可以更换显卡。确定系统上有一个合适的扩展插槽可供推荐的或附带的显卡使用。现在很多廉价系统使用板上AGP显卡而没有AGP插槽，这样如果用户不选择过时的PCI （用于视频）插槽就不能升级系统。随着人们逐渐转向使用LCD显示器，越来越多的系统中包含对LCD显示器的内置支

23、持，但是在将来一段时间里这可能成为一个问题。如果用户经常与全活动视频或动画打交道，那就应当评估一下显示器和显卡组合在视频剪贴和动 画方面的性能表现。由于大多数显卡没有为许多LCD显示器拥有的旋转特性而优化，因此纵向模式的速度经常比默认的横向模式慢10%45%。尽管有源矩阵（模拟）和数字 LCD显示器与廉价笔记本电脑的无源矩阵和双扫描LCD显示器相比较有更大的可视面积，但是和CRT比较起来其视角范围通常还是要小得多。如果打算将LCD显示器用于大屏幕显示，那么这就需要特别注意。PC Magazine在2000年5月23日一期的杂志上对 14种不同的15英寸LCD显示器进行了测试。 结果表明没有明显

24、颜色漂移的水平视角范围最小为50度，最大为125度（越高越好）。但被测显示器的平均视角范围为78度，这和CRT显示器比较起来是很窄范围的。一个典型CRT显示器可以达到无明显颜色漂移的120度视角。高对比度（黑白亮度的变化）可以显示高亮度文本和生动的颜色。典型CRT的对比度大约为245 :1。在上面的PC Magazine测试里，LCD显示器的对比度范围是 186 : 1到370 : 1，被测显示器的平均对 比度为264 : 1，超过了典型CRT的245 : 1。显示器在平均水平视角范围为129度观察时，也不会失去对比度。集成的扬声器和 USB （通用串行总线）集线器等额外的特性是令人高兴的，但

25、最重要的是用户决 定哪种显示器最适合自己。9.3选择显示器的标准目前显示器的种类非常繁多，从和计算机一起出售的低价类型的显示设备到高价位的高档显示设备、 大屏幕样样都有。怎样在如此繁多显示设备中选择适合于你的一种呢？由于显示器占据了计算机系统价格 的很大一部分，而且与你的实际利益（健康、需要的工作任务等）密切相关，因此，在购买显示器时应当 清楚购买的目标。9.3.1 合适的尺寸基于CRT的显示器有很多尺寸，其对角线从9英寸到42英寸不等。显示器尺寸越大，价格就越高一显示器尺寸超过 19英寸后其价格会迅速上涨。最常用的CRT显示器尺寸为15、17、19和21英寸。但是，对角线测量的方法通常表示的

26、不是屏幕显示的实际图形大小，而是显像管的尺寸。因此，如果不实际测量两个17英寸显示器的活动屏幕区域，是不能轻易做出二者尺寸相同的结论的。活动屏幕区域指的是屏幕上发光区域的对角线长度，换句话说，也就是运行Windows时桌面的实际对角线长度。各个显示器活动区域的差别很大，所以某公司的17英寸显示器可能显示一幅15英寸的图像，而另一家公司的17英寸显示器则可以显示15.5英寸的图像。表9-1列出了最常用的几种显示器尺寸声称的对角屏幕大小及实际活动可视区域的对角线测量值。用 户可以用下表作为购买显示器的向导。大多数显示器的包装和宣传都提供了某种型号显示器的精确信息。表9-1 广告屏幕尺寸和实际可视尺

27、寸1210.51412.51513.51614.51715.51816.51917.52018.52119.5显示器分辨率分辨率是指显示器所能提供的细节程度，以屏幕在水平和垂直方向上的像素数量来描述。像素数目越 多，图像就越精细。应用程序决定了分辨率的需求。基于字符的应用程序（如DOS的命令行程序）需要较低的分辨率，而图形处理应用程序（如桌面排版和Windows软件）需要较高的分辨率。有一点很重要，CRT的设计使得它可以处理一定范围内的分辨率。而LCD显示器（无论是台式还是笔记本）都只有一个固定的分辨率，必须加以扩展才能达到其他的分辨率。随着PC视频技术的发展，视频适配器所支持的屏幕分辨率不断

28、地提高。下表给出了PC视频适配器的标准分辨率及通常用来描述它们的术语。分辨率缩略语标准定义640X 480VGA视频图形阵列800X 600SVGA超级VGA1 024X 768XGA扩展图形阵列1 280 X 1 024UVGA超级VGA1 600 X 1 200（无（无）现在，术语VGA仍然广泛用作指代 Windows操作系统缺省的标准 640 X 480的16色显示器。连接显 示器和大多数显示适配器的 15针连接器也常常称为 VGA插头，20针连接器用于DFP兼容的LCD显示器； 大一点的24针连接器用于 DVI D显示器，而29针DVI D连接器则用于 DVI I显示器。然而术语SVG

29、A、XGA和UVGA却很少用。显示器厂家现在只使用像素的多少来描述屏幕分辨率。 市场上销售的视频适配器几乎都在多种颜色级别上支持640 X 480、800 X 600和1 024 X 768的像素分辨率，还有一些显示器支持 1 280 X 1 024或更高的分辨率。因为所有的CRT以及大多数新型和即将出现的LCD显示器都可以支持不同的分辨率，所以用户可以有不同的选择。本章后面内容会介绍分辨率和颜色级别（屏幕上的颜色数）之间的组合受限于图形适配卡 的RAM大小。如果用的是大一点的显示器，但又不能将颜色深度设置为自己想要的深度，这时就要将显 卡升级为RAM容量更大的显卡。那么用户的显示器需要多大的

30、分辨率呢？一般来说，分辨率越高，要求的显示器也越大。这是因为Windows图标和文本都使用固定数量的像素，显示器的分辨率越高，这些屏幕元素在桌面上看起来就会越 小；使用一个大显示器（17英寸以上），即使分辨率再高，仍然可以看清屏幕上的文本和图标。为更清楚地了解这一点，你可以在自己系统上试验各种分辨率。当从640X 480变到800 X 600和1 024X 768H寸，你可以发现屏幕显示的变化。在640X 480分辨率下，屏幕上的图标都很大。由于构成Windows 9x桌面和菜单的屏幕元素是固定的像素长度和高度，所以当其分辨率增大时，这些元素在屏幕上的尺寸就会缩小。在高分辨率下，每个对象 占用

31、更少的屏幕空间，所以可在屏幕上看到更多的文档或网页。如果选用640 X 480的分辨率，则15英寸的显示器是合适的；在 1 024X 768的分辨率下，15英寸的 显示器就显得太小了，最好选用一个更大的如17英寸显示器、下表列出了能正确显示用户一般选择的分辨率时的建议的显示器最小尺寸：分辨率建议的最小显示器640X 48014英寸800X 60015英寸1 024X 76817英寸1 280 X 1 024或更咼21英寸这个规则的一个例外情况是便携系统上的LCD显示器及一些台式显示器。LCD型的显示器通常很脆，非常容易聚焦。与大多数传统的CRT显示器不同，LCD屏幕标称的尺寸也代表实际的可视面

32、积。所以今天市场上的许多笔记本系统使用的13.3英寸LCD显示板实际上就有13.3英寸的对角可视面积。这个尺寸和大多数15英寸CRT显示器的可视面积相当。另外由于LCD显示器非常脆，在给定尺寸的屏幕下可以很 容易获得超出CRT接受范围的分辨率。比如现在很多高档的笔记本系统使用 14英寸或15英寸的LCD显示板来显示1 024X 768分辨率。尽 管这个分辨率在14英寸或15英寸CRT显示器上是不能工作的， 但由于液晶清晰图像的原因， 它就可以在 14英寸或15英寸的LCD显示板上工作的很好。9.3.3 点距点距(Dot Pitch)是代表CRT显示器质量的另一个重要参数，它是由CRT内部的荫罩

33、板或光圈格栅控制的。荫罩板是一块镶嵌在 CRT前端的金属盘，与磷层相邻；它有数千个小孔，用于聚焦电子枪发出来 的电子束，以便一次只照亮一个正确的磷光点。由于屏幕重写的速率极高(每秒钟60到85次)，因此所有的点同时都可以照亮。荫罩板就是为了防止电子枪错误地打亮磷点而设计的。在单色显示器中，图像元素是屏幕的一个荧光亮点；但在彩色显示器中，图像元素却是荧光亮点的三 元组。点距只是用来表征彩色显示器的参数，它是指三元组之间的距离(用毫米表示)。在点距小的屏幕上荧光点三元组之间的间距小，因此图形元素更加接近，屏幕上的图像会更加鲜明；反之，点距大的屏幕 显示的图像则没有那么清晰。图9-5说明了点距。图9

34、-5点距是指相邻红绿蓝亮点组(三元组)之间的距离。注意 由于设计的原因，点距与便携式或台式LCD显示器无关。它们使用的是晶体管而不是显像管。最初IBM PC彩色显示器的点距是0.43mm，这对于几乎所有的标准来说都不是理想的。间距越小图像显示得越鲜明。大多数显示器的点距都在0.25mm与0.30mm之间，先进工艺生产的显示器间距为0.25mm。为避免图像模糊，可选用点距为0.26mm或更小的显示器。点距大于0.28mm的显示器很难清晰地显示文本和图形。虽然购买较小显像管或点距大的显示器可以省钱，但权衡来说这样是不值得的。基于Sony的Trinitron显像管和 Mitsubishi的Diamo

35、ndTron显像管的显示器通过一个栅格利用垂直条 纹来分离红、绿、蓝荧光，而不是使用荫罩板。这可以产生更加亮丽的图像，尽管图9-6显示的稳定线在关闭时是可见的。使用栅格显像管的显示器使用条纹间距(stripepitch )代替点距。栅格显示器0.25mm的条纹间距等同于传统显示器0.27mm的点距。NEC的显示器使用栅格的一种变型，称为槽式屏蔽(slotted mask)。它要比标准的阴影屏蔽显示器更明亮，并且比基于栅格的显示器更加稳定，如图9-7所示。图9-6栅格显像管的条距图9-7 NEC的槽式屏蔽显像管的条距点距或条距是所有显示器的最重要参数之一，但它们并不是惟一的参数。完全有可能在一台

36、点距稍大 的显示器上看到的图像效果要比在一台点距小显示器上的好。在购买显示器时实际检查显示的文本和图像 是不可少的。9.3.4 图像的亮度和对比度（LCD显示器）如前所述，点距不是购买LCD显示器的选择参数。而与之相对应的参数是显示亮度，这个参数对LCD和CRT都适用，但对LCD更为重要。尽管当CRT显示的图像变暗差不多总是表示显示器亮度控制出错或其寿命将尽，但是对LCD显示器来说，显示亮度在不同型号之间有很大的差异。LCD显示器的亮度单位为坎德拉（candela）/平方米，由于某种原因这个单位被称为“ nit”。通常的模拟和数字显示屏为 100nit至250nit。一个好的LCD显示器应 该

37、有较高的nit值（150以上）和对比度。隔行扫描与逐行扫描显示器和适配卡都支持隔行扫描和逐行扫描技术。在逐行扫描（传统的）模式下，电子束从上到下一 行接一行地扫描屏幕，在一个阶段扫描中完成整屏操作；而在隔行模式下，电子束也是从上到下扫描，但 是扫描全部屏幕需分两段完成一一首先扫描奇数行，然后扫描偶数行。每段扫描时间是一次完整的逐行扫 描所用时间的一半。 早期的高分辨率显示器 （如IBM 8514/A ）使用隔行扫描技术达到其最大分辨率，但现在的高分辨率（1024X 768以上）显示器一般不采用隔行扫描，这样可以避免屏幕反映迟缓和由隔行扫描 带来的颤抖。能量与安全与任何耗电设备一样，显示器的生产

38、多年来一直追求节能的目标。近几年来，许多公司的显示器通过 将空闲状态下的耗电量减至30瓦以下而获得了环保局 （Environmental Protection Agency ）的能源之星称号。显示器提供的电源管理特性以及系统BIOS和新版的 Windows提供的电源控制，都可以减少显示器和其他设备的耗电量。1电源管理最早的显示器节能标准是VESA的显示器电源管理信号 （Display Power-Management Signaling , DPMS）标准，它定义了计算机发送给显示器指示空闲时间的信号，计算机或显卡来决定何时发信号。在Windows 9x/Me或2000的系统中，由于节能特性默

39、认设置为关闭，所以用户要使能这个特性。在 控制面板里选定“显示”属性，进入“屏幕保护程序”标签，然后设置显示器的节能特征，并选定“关闭 显示器”，现在就可以设置系统闲置多久后显示器停止显示或完全关闭。在Windows2000里，“电源”图标可以设置显示器和其他外设的电源管理。In tel和Microsoft联合开发了高级电源管理（ Advanced Power Man ageme nt, APM ）规范，该规范定义 了在具有电源管理功能的硬件和实现电源管理策略的操作系统之间一个基于BIOS的接口。简言之，用户可以通过设置Windows 9x之类的操作系统使得当显示器经过一段空闲时间后进入低能耗

40、模式，甚至完全 关闭。为了实现这些动作，显示器、系统BIOS及操作系统都必须支持 APM标准。在Windows 98/Me和Windows 2000/XP里，Microsoft推出了一个更强大的电源管理方法，称为高级 配置和电源接口（ Advanced Con figuratio n and Power In terface ，ACPI ）。ACPI 可以设置 APM 支持的显示 器、硬盘和其他设备，还能设置计算机自动开启关闭外设，如光驱、网卡、硬盘驱动器和打印机，以及连 在PC上的消费产品，如 VCR、电视、电话和音响设备。尽管在一般的BIOS中，APM兼容性作为标准已经存在好几年了。但是，

41、在Windows98刚被推出时，主要厂商的许多新型计算机需要升级BIOS以加入此特性。注意 若 BIOS 支持 ACPI，在第一次安装 Windows 98、Windows Me 或 Windows 2000、WindowsXP时，ACPI支持就会被安装在计算机上。 如果在初始安装 Windows之后再安装一个兼容 ACPI的BIOS， 那么它会被忽略。幸运的是，这几种 Windows仍然支持 APM。可以在 Microsoft的网站上得到 Microsoft 关于ACPI的FAQ信息。用户可以根据表9-2选择自己需要的 DPMS电源管理设置。多数最新的系统都允许为待机（Standby,可以节

42、省少量的电源）和关闭显示器电源（可节省更多电源，但重新打开电源时，需要等待数秒钟）选择 单独的设置。表9-2显示器电源管理信号状态水平垂直视频节能唤醒时间待用无脉冲脉冲停止最小短挂起脉冲无脉冲停止极大较长关闭无脉冲无脉冲停止最大与系统有关2.辐射绿色显示器的另一个趋势便是减少用户在潜在有害的电磁场中的暴露程度。一些医学研究表明，这些 电磁辐射会给身体健康带来危害，如流产、胎儿畸形、癌变等。虽然危险的可能性很小，但是如果每天有 三分之一或更多的时间坐在显示器前，那么危险性会增高。伤害身体的两种辐射主要是超低频辐射（VLF）和极低频辐射（ELF ）。这两种辐射均来源于两种形式:电和磁。研究表明 E

43、LF磁辐射比VLF辐射更加威胁人们的身体健康，因为它们能够影响身体细胞自身的 电活动。显示器不是辐射的惟一来源，电毯和电源线也会产生大量的ELF辐射。注意 ELF和VLF是电磁辐射的一种形式，它们包括频率低于通常广播频率的无线电波。表9-3列出了用来控制辐射和显示器其他方面操作的标准。尽管这些标准是由瑞典的组织建立的，但 是它们已为全世界所承认和支持。表9-3显示器辐射标准标准名称创建组织创建日期管理内容说明MPRISWEDAC1987显示器辐射已被MPR n取代MPRIISWEDAC1990显示器辐射增加了 ELF和VLF的最大值；是 当前显示器的最小标准TCOTCO1992比MPR II更

44、严格的显示器 辐射限制，能源管理TC095和TC099将其他类型的设备加入到TCO The Swedish Board for Accreditation and Co nformity Assessme nt（瑞典鉴定及一致性评估理事会） Swedish abbreviati on for the Swedish Con federati on of Professi onal Employees （瑞典职员联盟的瑞典语 缩写）今天，市场上的所有显示器均支持TCO标准。如果用户没有使用低辐射显示器，也可以采取其他措施来减少辐射对身体的伤害。最重要的是保持人 与显示器之间的距离为一臂之长（大约

45、28英寸）。距离2英尺时，ELF磁辐射强度基本上降到与办公室里的荧光灯相同。同样，在显示器前方的辐射最低，所以最好保持与显示器侧面和后面有3英尺以上的距离。复印机的ELF辐射较强，所以距离它最好保持在5英尺以外。购买显示器时不仅要注意它的电磁辐射，还要考虑屏幕眩光。有些挂在显示屏前面的防眩光屏不仅可 以降低眼疲劳，而且可以减少ELF和VLF辐射。频率考虑购买显示器重要的一点便是要与视频适配器匹配。事实上，现在所有的显示器都是变频的（也叫 做多扫描或多频），可以适用于一系列标准，包括那些还没有标准化的规范。然而不同显示器和视频适配 器之间的匹配程度是有很大不同的。技巧 高质量的显示器比其他大多数

46、计算机部件的使用寿命都长。经常会出现这种情况，在用户刚买了一台计算机之后就有更新更快的处理器上市，或者以同样的价格可以买到同一型号的更大硬盘。但是品质高的显示器比计算机更持久耐用。如果用户在购买系统时预计自己的需求在将来会有所增高，那么在购买新系统时重用旧的显示器就可以省下一笔费用。采用变频显示时，必须保证显示器可以接受的水平、垂直频率范围与视频适配器的频率相匹配。信号 的频率范围越大则显示器越贵，其用途也越广。视频适配器的垂直和水平频率必须在显示器所能支持的范 围之内。垂直频率（即刷新率/帧率）决定了图像的稳定性，垂直频率越高越好。典型的垂直频率范围是 从50Hz到160Hz,但是变频显示器

47、在不同的分辨率下可支持不同的垂直频率。通常，当分辨率为640X 480时，便宜的显示器可达到 100Hz的垂直频率，但当分辨率为1 024X 768时，则会降至60Hz。水平频率（即 线频率）通常从 31.5KHZ到90KHz或更高。刷新率刷新率（或称垂直扫描频率）即屏幕显示被刷新的速率，单位是Hz。72Hz的刷新率表示屏幕每秒钟刷新72次。刷新率太低会造成屏幕的抖动，导致眼睛疲劳。当长时间坐在电脑前时，刷新率越高对眼睛 越好，感觉越舒服一些。无闪烁刷新率（flicker-free refresh rate ）是指刷新率足够高而看不到屏幕的闪烁。当分辨率不同时无闪 烁刷新率也会不同（较高的分辨

48、率需要较高的刷新率），而且它必须和显卡及显示器匹配。因为刷新率太高会降低视频显示的速度，所以最好在所有适合用户的刷新率中选择最低的一个。购买显示器时，要考虑的一个重要因素就是刷新率，尤其是要在1 024 X 768或更高的分辨率下使用显示器时。便宜的显示器经常会导致刷新率太低而对大多数用户都无法获得无闪烁的性能，因而易造成眼疲 劳。表9-4比较了两种典型的17英寸CRT显示器和一种典型的中档图形卡。表9-4刷新频率比较分辨率3DBlaster Ann ihilator770V （17英寸）显示器垂直769FD （17英寸）显示器显卡垂直刷新频率刷新频率（最大值）垂直刷新频率（最大值）1 024

49、X 76860 -24085Hz85Hz1280X102460 -170Hz60Hz85Hz1 600 X 1 20060 -120®不支持85Hz 对于多数用户来说，超过72Hz就不会发生闪烁；VESA标准的无闪烁刷新频率为85Hz以上。为了决定与准备使用的分辨率相匹配的显示器刷新率，可以从显示器厂商的网站上获取用户自己的或 计划购买的显示器的详细信息。如果显示器和显卡都支持数据显示通道（Data Display Channel, DDC ）特性，贝U Windows 2000、 Windows 98 ，Windows 95B（ OSR 2.x）、Windows Me 以及 Win

50、dows XP 在安装过程中都支持即插即用 （PnP） 的显示器配置。 DDC 可用时， 显示器会将其支持的刷新频率及其他信息传送给操作系统， 这些信息反映在 显示器的“显示属性” （ Display Property ）属性页中。不支持 PnP 配置的显示器可以通过 .INF （information ）文件进行配置，这与其他的 Windows 兼容设备 的配置一样；不过可能要提供安装盘或者从显示器生产商的 Web 站点下载该信息文件。注意 因为显示器每秒要重绘屏幕许多次，裸眼实际上是看不出逐行扫描屏幕显示的变化，但是当计算机屏幕被摄像、摄影或录象时，变化就相当明显。因为这些摄像机和显示器的

51、刷新周期不同步。所以在照片、电影和录像带中总会有一条线穿过图像表示正在刷新。一般情况下， 60Hz 的垂直扫描率（帧速率）是适合人体的最小值，即使在这个刷新率下很多人仍会察觉屏幕的闪烁。尤其是在较大的显示器上，这会造成眼部疲劳和图像模糊。 但如果设置刷新率为 72Hz 或更高的话， 绝大多数人注意不到屏幕的任何闪烁。现代大多数中档或更好的显示器在1024 X768的分辨率下，可以获得 85Hz或更高的垂直频率，这样大大减少了用户看到的闪烁。然而应该注意到提高帧频尽管可以提高图像的质量，但由于这需要在每秒钟内对 一幅图像显示更多次数而降低了视频硬件的速度。一般来说，我建议用户把屏幕刷新率设置为自

52、己感觉舒 服的最小值。在 Windows 9x/Me/2000/XP 系统中，调整显卡的刷新率可以点击控制面板中的“显示”图标。根据使用的操作系统的不同，显卡支持的刷新频率一般会显示在“显示”（Display）标签页中。缺省选项是优化设置，但它实际上是所有显示器的“安全”设置。选择72Hz 以上的刷新频率可以减少或消除闪烁。 点击“应用” 以使新设置生效； 如果选择了一个非优化选项， 会出现关于可能会损坏显示器的警告。 这种警告需要当心，特别是在对显示器的详细信息不太清楚的情况下更要注意。如果设置的刷新频率超过 了显示器所能接受的频率，有可能将显示器烧毁。在配置刷新频率时，需要：确保Windo

53、ws已经通过即插即用或商标和品牌正确地识别了显示器。查看显示器提供的手册（或从网上下载的），确定对于给定的分辨率都支持哪些刷新频率。像前面所举的例子一样，低成本的显示器在高分辨率下一般不支持较高的刷新频率。点击“确定”测试新的设置，屏幕将转变到新的刷新率。如果屏幕看起来有些杂乱，则等待一会儿， 屏幕会恢复成从前的值。这时出现一个对话框询问是否使用新的设置，如果用户可以接受新的显示就点击 “确定”，否则点击“取消”来恢复原来的设置。如果屏幕杂乱，又无法看到鼠标指针，那就按下键盘上 的“回车”键，因为“取消”是默认回答。一些旧的视频驱动程序可能没有这个刷新率对话框。这时用户 可以找一个升级的显卡驱

54、动程序或者从显卡厂商那里获得一个用于设置显示器刷新率的实用程序。如果在高刷新率下显示杂乱，但显示器应该可以处理所选的刷新率，那么可能是因为没有选择合适的 显示器。要检查 Windows 9x/Me/2000/XP 的显示器选择，可以点击“显示器”标签。如果显示器是超级 VGA ，则 Windows 使用的是可以工作于大量显示器的通用驱动程序。 这个驱动程序不支持 75Hz 以上的刷 新率，因为有些显示器会被过高的刷新率损坏。有时可能需要用户在 Windows 的“显示属性” 对话框中手动选择正确的显示器品牌和型号。 如果在列 表中找不到自己显示器的品牌和型号，用户可以从显示器生产厂商那里获取自

55、己显示器型号的专用驱动程 序，安装后检查显示器是否可以安全支持更高的刷新率。9.3.9 水平频率购买一个 VGA 显示器时，应当保证该显示器支持的水平频率至少为 31.5KHzVGA 显卡显示 640X 480屏幕所需的最小值。800X 600分辨率至少需要 72Hz的垂直刷新率和 48KHz的水平频率，1 024X 768 图像则需要60Hz的垂直刷新率和 58KHz的水平频率，1 280X 1 024图像需要60Hz的垂直分辨率和 64KHz 的水平频率。如果在 1 280 X 1 024分辨率下垂直频率增至 75Hz，水平频率必须为 80KHz。超级清晰的显 示器则需要垂直刷新率为75H

56、z或更高，水平频率为 90KHz以上。9.3.10 控制现在生产的显示器大多采用数字控制而不是模拟控制。数控还是模控与显示器从计算机收到的信号没 有关系。只是与设备前面板有没有用于调节显示器的控制板有关。数控显示器有一个内置的菜单系统，可 以调整亮度、对比度、屏幕尺寸、水平/垂直偏移甚至是焦距等参数。该菜单由一个旋钮来弹出，用户可以通过控制机制来选择菜单，改变设置。显示器将调整后的设置信息保存到内部的NVRAM （非挥发性RAM ）中，这种存储体即使在没有电池或其他电源的情况下也可以长久保存设置信息。即使拔掉了显示器的电源 插座，它的设置也不会丢失，而且可以随时更改这些设置。数控对显示器提供了更高级的控制能力，因此 最好采用这种方式。数字控制可以很容易的调整如图9-8中所示的显示器几何失真。在对这些失真调节之前要保证水平和垂直尺寸及位置是正确的。技巧 用户应该使用定位和图像控制方便实现的显示器，最好是在机箱前面操作。