第六章显卡以及显示器装置

本章重点内容显卡的类型、结构组成及主要技术指标LCD显示器的工作原理CRT显示器的工作原理第六章显卡与显示器显示器的连接示意显示卡通过系统I/O总线与主机连接，早期采用ISA、VESA，后来改用PCI目前多采用AGP、PCI-E。显示卡的性能指标，即输出的视频和同步信号的质量高低，决定着系统信息显示的最高分辨率和彩色深度，即画面的清晰程度和色彩的丰富程度。显示驱动程序是与显示卡一一对应的配套软件，它控制着显示卡的工作和显示方式的设置。显示器则负责将显示卡输出的高质量视频信号转换为高质量的屏幕画面显示模式CGA、VGA、TVGA、SVGA等显示模式，主要是指显示屏幕上图像分辨率的高低，目前的显示卡和显示器可以兼容各种标准显示模式。显示系统经历了由CGA（16色）、EGA、VGA到SVGA的发展过程。CGA,EGA,VGA,SVGA,TVGA,XGA的含义CGA(ColorGraphicAdaptor)彩色图形适配器。显示16种色彩,640X200EGA(EnhancedGraphicsAdaptor)增强型图形适配器,16种色彩,640X350VGA(VideoGraphicAdaptor)视频图形适配器

*640×480×16色

*640×350×16色

*320×200×16色

*320×200×256色SVGA：SuperVideoGraphicsArray，VGA的替代品，支持800×600分辨率，屏幕大小为12.1英寸TVGA：1024x768，256色XGA：ExtendedGraphicsArray，是一种笔记本普遍采用的LCD屏幕SXGA:SuperExtendedGraphicsArray，显示分辨率为1280×1024VESASVGA、XGA、UXGA等都是由VESA（VideoEletronicsStandardAssociation，视频电子标准协会）在VGA基础上推出的扩展标准清晰度标准英文全称分辨率（解析度）像素数纵横比（长宽比）最多颜色数CGAColorGraphicAdapter320×2006万（64,000）像素16:102位色（4色）MCGAMulti-ColourGraphicsArray320×2006万（64,000）像素16:108位色（256色）EGAEnhancedGraphicAdapter640×35022万（224,000）像素64:354位色（16色）VGAVideoGraphicsArray640×48031万（307,200）像素4:34位色（16色）SVGASuperVideoGraphicsArray800×60048万（480,000）像素4:38位色（256色）XGAeXtendedGraphicsArray1024×76879万（786,432）像素4:316位色（65,536色）SXGASupereXtendedGraphicsArray1280×1024131万（1,310,720）像素5:424位色/32位色（16,777,216色）SXGA+SupereXtendedGraphicsArrayPlus1400×1050147万（1,470,000）像素4:324位色/32位色（16,777,216色）UXGAUltraeXtendedGraphicsArray1600×1200192万（1,920,000）像素4:324位色/32位色（16,777,216色）QXGAQuadeXtendedGraphicsArray2048×1536315万（3,145,728）像素4:324位色/32位色（16,777,216色）QSXGAQuadSupereXtendedGraphicsArray2560×2048524万（5,242,800）像素5:424位色/32位色（16,777,216色）QUXGAQuadUltraeXtendedGraphicsArray3200×2400768万（7,680,000）像素4:324位色/32位色（16,777,216色）HXGAHex[adecatuple]eXtendedGraphicsArray4096×30721258万（12,582,912）像素4:324位色/32位色（16,777,216色）HSXGAHex[adecatuple]SupereXtendedGraphicsArray5120×40962097万（20,971,520）像素5:424位色/32位色（16,777,216色）HUXGAHex[adecatuple]UltraeXtendedGraphicsArray6400×48003072万（30,720,000）像素4:324位色/32位色（16,777,216色）字符显示原理每一个字符对应显示卡内存（VRAM）中的两个字节。其中偶字节称作字符代码，用于到字符发生器（RAM）中去查找与该字符代码相对应的字形（也叫字模）。奇字节称作字符属性代码，用于确定该字符窗口中字形的前景颜色、背景颜色和属性修饰。EGA/VGA显示卡的字符显示原理图形显示原理屏幕上每个点直接同显存（VRAM）中的二进制数据相对应，按照每一个点所对应的二进制数的位数，来确定一个点可显示的彩色数。如，每一个点以8位二进制数表示，则彩色数为256色，即屏幕上的每一个点的颜色都可以在256色中选1色。EGA/VGA卡的图形显示原理6.1显卡概述

显卡又称为视频卡、视频适配器、图形加速卡、图形适配器和显示适配器等。是连接主机与显示器的接口卡，其作用是将主机的输出信息转换成字符、图形和颜色等信息，传送到显示器上显示。

第六章显卡与显示器显卡的组成显存显卡BIOS输出接口显示芯片总线接口显示芯片GPU（GraphicProcessingUnit）是显卡上最大的芯片，是显卡的核心部件，GPU在显卡中的地位，相当于电脑中CPU的地位，GPU的主要任务就是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。NVIDIA公司在发布GeForce256图形处理芯片时首先提出的概念1．显示芯片：GPU（类似于主板的CPU）

第六章显卡与显示器TSOPPQFP

MBGAFBGA2．显存显存是用来存储要处理的图形信息的部件。类似于主板的内存

RAMDAC的作用是将显存中的数字信号转换成显示器能够识别的模拟信号。RAMDAC的数/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。3．随机存取存储器数/模转换器RAMDAC第六章显卡与显示器4．显卡BIOS（类似于主板的bios）显卡BIOS芯片中储存了显卡的硬件控制程序和相关信息，还用于显卡上各器件之间正常运行时的控制和管理，所以BIOS程序的技术质量（合理性和功能）必将影响显卡最终的产品技术特性。

1）VGA接口5．输出接口第六章显卡与显示器2）DVI接口

DVI-D接口

DVI-I接口3）TVOut接口第六章显卡与显示器4）S-Video接口显卡接到CPU送来的显示指令后，GPU开始按照指令对有关数据进行处理，处理完后的图形数据保存在显存中，随后RAMDAC从显存中读取数据并将这些数字信号转换为模拟信号，再通过显卡上的输出接口将信号输出至显示器。6.1.2显卡工作原理第六章显卡与显示器6.1.3集成显卡与独立显卡的区别独立显卡单独安装有显存，一般不占用系统内存，在技术上也较集成显卡先进得多，比集成显卡能够得到更好的显示效果和性能，容易进行显卡的硬件升级；其缺点是系统功耗有所加大，发热量也较大，需额外花费购买显卡的资金。

1.ISA接口:工作频率8MHz左右，16位插槽，最大传输率16MB/sec6.1.4显卡的分类第六章显卡与显示器2．PCI接口

Intel1991年,传输带宽133MB/s(33MHz*32bit/s)

1993年又提出64bit的PCI总线，后来又把PCI总线频率提升到66MHz。PCI接口的速率最高266MB/S3．AGP接口:工作频率为66MHz

英特尔1996年7月AGP1.0:1X266MB/s和2X533MB/s。

98.5AGP2.04X:1066MB/sec

第六章显卡与显示器4．PCIExpress接口类型PCIExpress传输带宽类型AGP传输带宽X1250MB/S(单工)；500MB/S(全双工)AGP1X266MB/S

X2500MB/S(单工)；1G/S(全双工)AGP2X533MB/S

X41G/S(单工)；2G/S(全双工)

AGP4X1.06G/S

X8

2G/S(单工)；4G/S(全双工)

AGP8X

2.1G/S

X164G/S(单工)；8G/S(全双工)

显卡技术指标6.2显卡的选购第六章显卡与显示器1．分辨率：指显卡在显示器屏幕上所能描绘的像素数目。2．色深：也称颜色数，是指在一定分辨率下每一个像素能够表现出的色彩数量。3．刷新频率：指图像在屏幕上的更新速率，即每秒钟图像在屏幕上出现的次数。4．显存容量：叫显示内存容量，是指显示卡上的显示内存的大小。5．显存位宽：指显存在一个时钟周期内所能传送数据的位数。6.显存频率：一般以ns(纳秒)为单位。7.核心频率：指显示核心的工作频率。

影驰7900GS高清版512M显卡（09年）影驰7900GS高清版512M显卡显卡芯片：RadeonX1950GT芯片厂商：ATI芯片位宽：256bit制造工艺：0.08微米核心代号：RV570LE核心频率：500MHz显存频率：1200MHz显存类型：DDRIII显存容量：256显存位宽：256bit显存描述；采用1.4nsGDDR3显存显存速度；1.4ns最高分辨率；2048*1536散热方式：散热风扇总线接口：PCI-E16X输出/输入接口：S-video接口(TV-Out)显示器接口：24针DVI-I接口/15针D型（VGA）接口渲染管线：12条(36个单元)顶点着色单元：8组3D

API：MicrosoftDirectX9.0C影驰GT240黑将X5版(10年)主要参数：芯片厂商：NVIDIA显卡芯片：GeForceGT240核心频率：575MHzMHz制造工艺：40纳米核心代号：GT215散热方式：散热风扇显存类型：GDDR3显存容量(MB)：1024显存位宽:128bit显存频率:3600MHzMhz799元影驰GT240黑将X5版1．芯片的核心技术2．认清显存类型3．认清显存厂家4．外观5．散热措施显示卡的选购第六章显卡与显示器显示卡的选购尽量选有研发能力的公司产品；尽量选有自己的制造工厂的公司产品，在品质上有保证；尽量选购主板厂商生产的显卡，一般都有很好的条件来测试主板和显卡的兼容性，而且主板厂商往往能很早拿到新的甚至还未正式公布的主板芯片，所以他们生产的显卡对未来的主板兼容性问题较少，且一但发生问题也容易解决；做工方面，能反映出设计该产品的用心程度。如：注意显卡的金手指部分，做工用料差别很大，从侧面看，做工好的显卡金手指镀得厚，有明显的突起；镀得好反复插拔不易驳落。1.按显示原理分类

1）CRT显示器

2）LCD显示器

3）LED显示屏

4）等离子显示器6.2显示器分类第六章显卡与显示器等离子显示器CRT显示器球面柱面：SONY公司的Trinitron(特丽珑)平面直角(FST)纯平面(IFT)：19986.3.1CRT显示器工作原理6.3CRT显示器第六章显卡与显示器1．电子枪工作原理电子枪（Electrongun）由灯丝加热阴极，阴极发射电子，然后在加速极电场的作用下，经聚焦极聚成很细的电子束，在阳极高压作用下，获得巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光粉层。

画面的形成原理是利用人们眼睛的视觉残留特性和荧光粉的余辉作用，只要三支电子束可以足够快地向所有排列整齐的像素进行激发，就可以看到一幅完整的图像。2．画面的形成第六章显卡与显示器3．显示器的扫描方式有大量排列整齐的像素需要激发，必然要求有规律的电子枪扫描运动才显得高效，通常实现扫描的方式很多，如直线式扫描，圆形扫描，螺旋扫描等等。CRT工作原理

1．点距6.3.2CRT显示器性能指标第六章显卡与显示器荫罩式和光栅式显示器点距测量方法点距是一个衡量画面清晰度的指标。

2．分辨率分辨率指显示器所能显示的像素数，用“水平方向像素点数×垂直方向像素点数”表示，例如：640×480、1024×768、1280×1024等。由于图像是由若干个像素点构成，所以像素越多，图像越细腻越精美。第六章显卡与显示器3．刷新频率刷新频率包括垂直刷新频率和水平刷新频率。刷新频率一般是指垂直刷新频率，刷新频率是指显示器每秒的成像次数，水平刷新频率，又称行频，表示显示器从左到右绘制一条水平线所用时间，单位kHz。4．视频带宽5．高亮显示和显亮显示6．环保认证1.检查主机电源是否工作；2.检查显示器是否加电；3.检查显示卡与显示器信号线接触是否良好；4.检查显示卡是否安装正确；5.检查其他的板卡(包括声卡、解压卡、视频捕捉卡)与主板的插槽接触是否良好；6.检查内存条与主板的接触是否良好。6.3.3CRT显示器故障与维修

第六章显卡与显示器液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）一种是采用液晶控制透光度技术实现色彩的显示器。液晶显示器的显示物质是液晶。液晶是一种介于液体和固体之间的具有规则性分子排列的有机化合物，既具有液体的流态性质又具有固体的光学性质。如果把它加热会呈现透明的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。当液晶受到电压作用时会发生形变，导致通过它的光的折射角度也发生变化而产生色彩。6.4LCD显示器第六章显卡与显示器液晶显示器具有以下特