第6章 显示卡和显示器.ppt

《第6章 显示卡和显示器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第6章 显示卡和显示器.ppt（95页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第6章 显示卡和显示器 第6章 显示卡和显示器 6.1 显示卡6.2 显示器思考与练习题 第6章 显示卡和显示器 6.1 显示卡6.1.1 显示卡的主要类型1.按连接方式分类显示卡按连接方式可分为PCI显示卡、AGP显示卡与集成显示卡。PCI显示卡是指与主板的PCI总线插槽进行连接的显示卡。AGP显示卡是指与主板的AGP总线插槽进行连接的显示卡。PCI显示卡现在已经被淘汰，只存在于早期的486和586电脑中，如图6-1所示；AGP显示卡的应用非常普遍，Pentium II级以上的电脑多数都使用AGP显示卡，如图6-2所示。第6章 显示卡和显示器 图6-1 PCI显示卡 第6章 显示卡和显示器

2、图6-2 AGP显示卡 第6章 显示卡和显示器 AGP规范是Intel公司为解决电脑处理(主要是显示)3D图形能力弱的瓶颈问题而设计的。AGP的优势首先是比PCI更大的带宽，最高可达4倍，即1 GB/s的速度；其次是显示带宽不用像PCI那样同其他组件共享 DIME(直接内存执行)技术，而是纹理的“直接内存执行”，即CPU在需要时可以直接访问AGP内存，并且比PCI快。实际上AGP不能算是总线，因为总线可以支持多种设备，它只能算是一种端口。第6章 显示卡和显示器 PCI显示卡以PCI总线速度(外频)的一半(即最大33MHz)工作，它可以达到的峰值传送率为334(PCI是32位总线一次传输4字节)

3、=132 MHz。AGP以66 MHz的速度和64位的数据宽度工作。AGP1X的峰值传送率可达466=264 MHz；AGP2X的峰值传输率可以达到532 MHz，因为“2X”可以在一个时钟周期中传输两次数据(上升沿和下降沿各一次)，一般工作状态下只能进行一次传输，而AGP4X的理论传输率为1.066 GB/s，如图6-3所示。第6章 显示卡和显示器 图6-3 AGP4X显示卡第6章 显示卡和显示器 集成显示卡是指图形处理芯片和外设连接端口都被集成到主板上的显示卡，因此显示器和电视机等外设可以直接与主板连接。如果观察到主板上有显示器和电视机等外设的插座，就能判断主板上有集成显示卡。这种显示卡成

4、本较低，价格便宜，但显示效果只能满足普通用户的要求。最大的问题是，由于没有配备专用的显示内存，在工作时必须占用一定的电脑主内存，从而使电脑整体运算速度略有下降。因此，对图形显示效果要求较高的专业用户和电脑游戏爱好者不宜采用。第6章 显示卡和显示器 2.按应用的领域分类显示卡按应用的领域分为(个人PC级)普通显示卡与(工作站级)专业显示卡。普通显示卡就是普通台式机内所采用的显示卡产品，也就是DIY市场最为常见的显示卡产品。之所以叫它普通显示卡，是相对于应用于图形工作站上的专业显示卡产品而言的。普通显示卡更多注重于民用级应用，强调的是在用户能接受的价位下提供更强大的娱乐、办公、游戏、多媒体等方面的

5、性能；而专业显示卡则强调的是强大的性能、稳定性、绘图的精确性等。第6章 显示卡和显示器 目前设计制造普通显示卡显示芯片的厂家主要有NVIDIA、ATI、SIS等，但主流的产品都是采用NVIDIA、ATI的显示芯片。专业显示卡是指应用于图形工作站上的显示卡，它是图形工作站的核心。从某种程度上来说，在图形工作站上它的重要性甚至超过了CPU。与针对游戏、娱乐和办公市场为主的消费类显示卡相比，专业显示卡主要针对的是三维动画软件(如3DS Max、Maya、Softimagel3D等)、渲染软件(如LightScape、3DS VIZ等)、CAD软 件(如 AutoCAD、Pro/Engineer、Un

6、igraphics、SolidWorks等)、模型设计(如Rhino)以及部分科学应用等专业应用市场。专业显示卡针对这些专业图形图像软件进行必要的优化，都有着极佳的兼容性。第6章 显示卡和显示器 普通家用显示卡主要针对Direct 3D加速，而专业显示卡则是针对OpenGL来加速的。OpenGL(Open Graphics Library，开放图形库)是目前科学和工程绘图领域无可争辩的图形技术标准。OpenGL最初由SGI公司提出，在Windows 95/98/NT/2000中均得到支持。OpenGL注重于快速绘制2D和3D物体，用于CAD、仿真、科学应用可视化和照片级真实感的游戏视景中。它是

7、一个开放的三维图形软件包，它独立于窗口系统和操作系统，能十分方便地在各平台间移植。它具有开放性、独立性和兼容性三大特点。第6章 显示卡和显示器 专业显示卡在多边形产生速度或像素填充率等指标上都要优于普通显示卡，同时在调整驱动程序以及提供绘图的精确性方面也要强很多。与普通显示卡注重生产成本不同，专业显示卡更强调性能以及稳定性，而且受限于用户群体较少，产量很小，因此专业显示卡的价格都极为昂贵，不是普通用户所能承受的。目前专业显示卡厂商有3DLabs、NVIDIA和ATI等几家公司。3DLabs公 司 主 要 有“强 氧(OXYGEN)”和“野 猫(Wildcat)”两个系列产品，是一家专注于设计、

8、制造专业显示卡的厂家。NVIDIA公司一直是家用显示卡市场的中坚力量，近几年才开始涉足专业显示卡领域，但凭借其雄厚的技术力量，其Quadro系列显示卡在专业市场也取得了很大的成功。第6章 显示卡和显示器 ATI公司同样也是涉足专业显示卡时间不长，它是在收购了原来“帝盟(DIAMOND)”公司的FireGL分部后，才开始推出自己的专业显示卡，目前FireGL同样也有不俗的表现。艾尔莎、丽台等公司也在生产专业显示卡，但它们并不自主开发显示芯片，而都采用上面三家公司的显示芯片，生产自己品牌的专业显示卡。3.按显示卡图形芯片的功能分类显示卡按其图形芯片的功能分为2D显示卡、3D显示卡与2D+3D显示卡

9、。(1)纯二维(2D)显示卡：由于使用的是只计算X轴和Y轴像素的处理芯片，并且配合低速显示存储器，因此在处理高分辨率的图形资料时，就会出现严重的闪烁现象，对人的眼睛伤害极大，且处理数据速度很慢，它的优势在于低廉的价格。第6章 显示卡和显示器(2)纯三维(3D)显示卡：在专业3D领域中有极强的优势。其优势在于与相应的专业3D软件配合使用时，可以实时观察到复杂的3D模型的运行处理变化。一般在军用/民用企业在组装/运行大规模的或复杂的模型时使用的比较多。但有以下弱点:必须使用能与硬件配合的专用3D软件，否则硬件优势无法发挥。第6章 显示卡和显示器 2D方面表现不理想，处理分辨率一般为640480、8

10、00600，少量是高分辨率，刷新率为75Hz以下，色彩深度大部分为16位，处理微软Office97(文字表格专用)、Adobe Photoshop(广告设计专用)、Premiere(影视特技专用)等速度相对较慢。多媒体功能方面不能扩展，如视频会议、电视、解压、PC转TV、DVD等方面。第6章 显示卡和显示器(3)二维+三维(2D3D)显示卡：目前在国际计算机领域中的主流产品是2D+3D显示卡。在2D技术方面，已经非常完善，比如分辨率达到19001200，刷新率达到85 Hz，色彩精度达到32位，带宽达到220 MB，这些高性能且稳定的指标可较好地保护人们的眼睛。由于带宽的增大，使处理文字表格文

11、件时速度加快，在表现广告、动画及影视的效果时精确、逼真。第6章 显示卡和显示器 在3D技术方面，极大范围地容纳了最新的3D技术，如 3DS MAX、Open GL、AUTOCAD、Microstation、Direct draw、Driect 3D专业/游戏接口等，使普通(家庭和商业)用户在PC机上就可以领略到3D技术的奥妙。硬件三维技术和32位操作系统的巧妙配合，及在多媒体方面的增强，已经实现了视频会议、电视、解压、PC转TV、DVD等多种功能，为家庭和商业用户提供了真正的空间。作为普通用户的要求，主要是工作和娱乐两不误，而作为工作和娱乐两者最重要的共同点是“速度”，如果计算机图形显示卡没有

12、“速度”这个最根本的第一条件，即便它功能再强，也会让您感到本末倒置。第6章 显示卡和显示器 4.其它分类方法按显示卡上存储器采用的内存种类可以分为SGRAM(Synchronous Graphics RAM，高速同步图形内存)显示卡、WDRAM(Windows DRAM，Windows内存)显示卡、MDRAM(Multibank DRAM，多存储体内存)显示卡、RDRAM(Rambus DRAM，随机存储总线内存)显示卡和EDO(扩展数据输出内存)显示卡等。按照视频性能还可以分为带视频输出和不带视频输出显示卡。第6章 显示卡和显示器 6.1.2 显示卡的构成显示卡的构造不是很复杂，它主要由印刷

13、电路板及总线连接端口(如AGP)、图形处理芯片、显示内存、显示BIOS芯片和外设连接端口(如VGA输出端口)等组成，如图6-4所示。第6章 显示卡和显示器 图6-4 显示卡的构成 第6章 显示卡和显示器 1.图形处理芯片显示卡的性能主要取决于显示卡上使用的图形处理芯片(即显示芯片)，如图6-5所示。早期的图形芯片作用比较简单，只是起一个传递显示信息的作用，每件事都由CPU去处理，这样就增加了CPU的工作量，降低了显示速度。随着图形操作系统Windows的出现，这种弊端越来越严重，于是出现了图形加速卡。现在大部分显示卡都是图形加速卡，其显示芯片都有图形处理功能，比如Windows要求画一个圆，只

14、需告诉显示卡“给我画一个圆”，剩下的工作就由显示卡来完成，不需要CPU再去计算如何画出一个圆，从而减少了CPU的压力。不过，这样的显示卡要配上比较多的显示内存。有一些更高级的显示卡，卡上还有协处理器，它可以大大减轻CPU处理图形的负担。第6章 显示卡和显示器 图6-5 图形处理芯片(显示芯片)第6章 显示卡和显示器 2.显示内存显示内存VRAM(Video Read Random Memory)就是存储显示数据的内存芯片，如图6-6所示。它的存储容量大小直接影响到显示卡可以显示的颜色数量和可以支持的最高分辨率。第6章 显示卡和显示器 图6-6 显示内存 第6章 显示卡和显示器 VRAM 与DR

15、AM相似，它们的不同之处是：DRAM芯片只有一个数据口，通过这个口又要读又要写，而VRAM芯片的读写口是分开的，所以它的速度快些。现在一些高档的显示卡上都安装了SGRAM显示内存(VRAM的一个种类)，这是专门为显示卡设计的，其速度要比用作计算机内存的SDRAM还要快，如图6-7所示。当然，为了降低成本，一般中低档的显示卡上都安装普通计算机内存(如SDRAM)作为显示内存。第6章 显示卡和显示器 图6-7 SGRAM与SDRAM显示内存第6章 显示卡和显示器 3.显示BIOS 芯片BIOS是Basic Input Output System的缩写，中文含义是“基本输入输出系统”。显示BIOS固

16、化在显示卡所带的一个专用存储器里，其中储存了显示卡的硬件控制程序和相关信息。因此可以说，显示BIOS芯片是显示卡的“神经中枢”。20世纪90年代以来的PCI、AGP显示卡，只要正确地插在主板上就能开始工作，所以它们是典型的即插即用设备。系统启动后，首先出现在显示器上的就是显示卡BIOS的信息提示，只有显示卡正常工作，显示器才能显示其它内容。开机后显示卡BIOS中的数据被映射到内存里并控制整个显示卡的工作。第6章 显示卡和显示器 在DOS操作系统下显示卡是不需要任何驱动程序的，而Windows操作系统的启动则依赖于显示卡BIOS的支持，并且为了获得较好的显示效果，一般在Windows操作系统下需

17、要安装显示卡驱动程序。6.1.3 显示卡的性能指标分辨率：代表了显示卡在显示器上所能描绘的像素点的数量。一般由横向像素点纵向像素点来表示，比如标准的VGA显示卡的分辨率为640480像素点。第6章 显示卡和显示器 色深：也称位深，是指显示卡在当前的分辨率下所能显示的颜色数量。一般以多少色或多少位(Bit)色来表示，例如，标准VGA显示卡在320200的分辨率下的色深为256色或8 bit，Super VGA标准显示卡的最大分辨率为16001200，色深可达32 bit。刷新频率：是指影像在显示器上的更新速度，也是影像每秒在屏幕上出现的帧数。刷新频率越高，屏幕上的图像的闪烁感就越小，图像就越稳定

18、，视觉效果就越好，对眼睛的健康也有好处。第6章 显示卡和显示器 显示内存：简称显存，显示内存与系统内存的功能是一样的，只是显存是用来暂时存储显示芯片处理的数据，系统内存是用来暂时存储中央处理器所处理的数据。我们在屏幕上看到的图像数据都是存放在显示内存里的。显示卡达到的分辨率越高，屏幕上显示的像素点就越多，所需的显存也就越多“免号”比如，分辨率为640480时，屏幕上就有307200个像素点，色深为8 bit时每个像素点就可以表达256(即28)种颜色的变化。由于电脑采用二进制位，要存储的信息就需要2 457 600(307 2008)个bit，这就至少需要300 KB显存容量。第6章 显示卡和

19、显示器 6.1.4 显示卡的安装与日常维护1.显示卡安装之前应做一些必要准备工作(1)配件准备。包括硬件和软件，如显示卡、显示卡驱动程序和应用程序等。(2)阅读说明书。了解硬件和软件特性，如显示卡总线连接端口是AGP或PCI，显示卡驱动程序运行所需的操作系统是哪一种，显示卡厂商是否提供其它应用程序等。(3)释放人体静电。可以用洗手或触摸金属物体的方法释放静电。第6章 显示卡和显示器 2.显示卡硬件安装(1)关闭电源，打开机箱。(2)显示卡安装位置确定。根据显示卡总线连接端口是AGP或PCI，找到主板上对应的AGP或PCI插槽，选择与周围其它硬件距离较远的一个插槽，并且取下机箱后侧对应此槽的金属

20、挡板上的螺钉，拿掉金属挡板。(3)插接显示卡(总线连接端口)。根据金手指(即总线连接端口)上的缺口判断显示卡插接方向，双手拿住显示卡垂直向下插入主板上对应插槽中，使主板上插槽中的隔断对齐显示卡金手指上的缺口，如图6-8所示。第6章 显示卡和显示器 图6-8 插接显示卡(总线连接端口)第6章 显示卡和显示器(4)显示卡金属固定板压紧。用刚才取下的螺钉，在原来位置拧紧，以压紧显示卡金属固定板。(5)外设(显示器和电视机)连接。显示卡上外设接口最多可能有三个，一个VGA输出，一个TV-out电视输出，还有一个DVI(数字视频界面)输出，但一般只能同时输出两个视频(VGA+TV-out、VGA+DVI

21、、DVI+TV-out)，如图6-9所示。15针VGA输出接口连接一个CRT显示器，DVI接口用得较多的是接在LCD(液晶显示器)上，TV-out输出接口用于连接电视机。第6章 显示卡和显示器 图6-9 显示卡上的外设接口第6章 显示卡和显示器 3.显示卡软件安装显示卡软件分成两类：驱动程序和应用软件。在显示卡的包装盒里，一般都有厂商赠送的显示卡软件安装磁盘或光盘。在磁盘或光盘上，用户可以找到显示卡驱动程序或应用软件；有些显示卡提供视频采集功能和电视录制功能，就必须有它们的驱动程序或应用软件。这两类软件的安装方法基本类似，下面以驱动程序的安装为例进行讲解。(1)从磁盘安装。把显示卡安装磁盘插入

22、计算机软驱中，找到安装磁盘上的Install.exe或Setup.exe文件，双击后启动安装向导，然后按照提示逐步完成安装过程。第6章 显示卡和显示器(2)从光盘安装。把显示卡安装光盘插入计算机光驱中，一般很快会自动启动安装向导，然后按照提示逐步完成安装过程；不能自动启动安装向导时，找到安装光盘上的Install.exe或Setup.exe文件，双击后启动安装向导，再按照提示逐步完成安装过程。还有一个很重要的环节，就是调节显示器的分辨率和刷新频率。在Windows桌面上空白处按鼠标右键，在出现的菜单里选择“属性”命令，就出现了“显示属性”对话框，选择“设置”选项卡，就出现图6-10所示的对话框

23、，在这里就可以调节屏幕分辨率和颜色质量(位深)了，当然要根据你的显示卡和显示器进行设置。如果你的显示器是17英寸的，你可以把分辨率设置为1024768，颜色选择32位，然后选择“应用(A)”就可以了。第6章 显示卡和显示器 图6-10 调节屏幕分辨率和颜色质量 第6章 显示卡和显示器 当然还要设置显示器的刷新频率，在“显示属性”对话框选择“高级(V)”按钮，进入“即插即用监视器和NVIDIA GeForce4 MX440属性”对话框(如图6-11所示)。在这里选择“监视器”标签，在屏幕刷新频率栏里根据你的显示器能达到的刷新频率进行设置。切莫选得太高，以免你的系统不显示，一般85 Hz即可。第6

24、章 显示卡和显示器 图6-11 设置显示器的刷新频率 第6章 显示卡和显示器 6.2 显示器 6.2.1 显示器的基本工作原理1.CRT 显示器工作原理CRT显示器是一种使用阴极射线管CRT(Cathode Ray Tube)的显示器，如图6-12所示。阴极射线管主要由五部分组成：电子枪(Electron Gun)、偏转线圈(Defiection Coils)、荫罩(Shadow Mask)、荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳，如图6-13所示。第6章 显示卡和显示器 图6-12 CRT显示器 第6章 显示卡和显示器 图6-13 CRT的工作原理 第6章 显示卡和显示器 CRT的工作原理：

25、CRT显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光。通过电压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点，从而形成各种图案和文字。为了形成图像，电子束会由右至左扫过各条水平线(扫描线)，使每个磷光涂料点发亮，并通过电压控制明暗程度。显示器显示出一条扫描线的速度称为“行频”，以千赫(kHz)为单位。当电子束打到扫描线尾端时，电子束会瞬间关闭。磁力线圈复位，然后再从下一条开始。这样的步骤不断重复，一条接着一条显示，直到屏幕整个填满。到那时电子束再次关闭，磁力线圈复位，然后整个过程从屏幕的左上角重新来过。显示器显示整个画

26、面的显示速度称为“垂直刷新率”或“场频”，以赫(Hz)为单位。第6章 显示卡和显示器 电子束经过强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏转，穿越荫罩的小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉，使得荧光粉被激活，从而发光。彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、绿、蓝三种涂料组合而成，由三束电子束分别激活这三种颜色的磷光涂料，以不同强度的电子束调节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色，这非常类似于绘画时的调色过程。2.LCD(液晶显示器)工作原理液晶显示器的原理就是利用液晶的物理特性，通过特殊的制造技术，使光束通电时不导通，不通电时导通。LCD显示器如图6-14所示。第6

27、章 显示卡和显示器 图6-14 LCD显示器第6章 显示卡和显示器(1)液晶的物理特性。液晶是一种有机化合物，在一定的温度范围内，它既具有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又具有晶体的热(热效应)、光(光学各向异性)、电(电光效应)、磁(磁光效应)等物理性质。光线穿透液晶的路径由构成它的分子排列所决定。人们发现给液晶充电会改变它的分子排列，继而造成光线的扭曲或折射。第6章 显示卡和显示器(2)单色液晶显示器的原理。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子

28、也是完全平行的。LCD制造技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90)，也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，因此光线经过液晶时也被扭转90。但当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转。参见图6-15所示。第6章 显示卡和显示器 图6-15 液晶显示器的工作原理第6章 显示卡和显示器 从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时

29、，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。同时，LCD还要依赖两个偏振滤光器和光线本身才能正常工作。自然光线是朝四面八方随机发散的，是没有方向性的。偏振滤光器实际是由一系列越来越细的平行线组成，这些线形成一张网，阻断与这些线不平行的所有光线，光束经过它以后就变成了偏振光。只有两个滤光器的偏振方向完全相同，或者光线本身已扭转到与第二个偏振滤光器的偏振方向相同，光线才能穿透。第6章 显示卡和显示器 LCD正是由这样两个相互垂直的偏振滤光器构成的，所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶，因此在光线穿出第一个滤光器后，会被液晶分子扭转9

30、0，最后从第二个滤光器中穿出。此时，若为液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光器挡住。总之，加电将光线阻断，不加电则使光线射出。当然，也可以改变LCD中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断。但由于计算机屏幕几乎总是亮着的，因此只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的。第6章 显示卡和显示器 总之，从液晶显示器的结构来看，无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1 mm，其间由包含有液晶(LC)材料的5m均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为

31、光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板(或称匀光板)和反光膜，背光板是由荧光物质组成的，可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线在穿过第一层偏振滤光器之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。第6章 显示卡和显示器 在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然

32、后经过第二层偏振滤光器的过滤在屏幕上显示出来。第6章 显示卡和显示器(3)彩色LCD显示器的工作原理。对于笔记本电脑或者桌面型的LCD显示器等更加复杂的彩色显示器而言，还要具备专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成的，其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤器。这样，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。第6章 显示卡和显示器 3.PDP 等离子显示器工作原理等离子体显示技术(Plasma Display)的基本原理是这样的：显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室(一般都是氙气和氖气的混合物)，电流激发气体，使其发出肉

33、眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出我们在显示器上所看到的可见光，如图6-16所示。换句话说，利用惰性气体(Ne、He、Xe等)放电时所产生的紫外光来激发彩色荧光粉发光，然后将这种光转换成人眼可见的光。第6章 显示卡和显示器 图6-16 等离子显示器工作原理 第6章 显示卡和显示器 等离子显示器又称电浆显示器，是一种利用气体放电的显示装置，这种显示器采用了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，每个等离子对应的每个小室中都充有惰性气体，每个小室就像一个小灯泡。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光来

34、激发平板显示屏上的红、绿、蓝三原色荧光粉，从而发出可见光。每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和彩色的图像。第6章 显示卡和显示器 等离子显示器的工作机理类似普通日光灯，其整体结构一般由三层玻璃板组成。第一层是表面涂有导电材料的垂直线，中间层是灯泡(小室)阵列，第三层是表面涂有导电材料的水平线。要点亮某个灯泡，开始要在相应垂直线和水平线上加较高的电压，等该灯泡点亮后，再降低电压以维持氖气灯泡的亮度；要关掉某个灯泡，只需将电压再降低。灯泡开关的周期是15 ms，通过改变控制电压，可以使等离子板显示不同灰度的图形。第6章 显示卡和显示器 等离子显示器的彩色图像由

35、各个独立的荧光粉像素发光综合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。另外，等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄，可轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕，而厚度不到100毫米(实际上这也是它的一个弱点：即不能做得较小。目前成品最小只有42英寸，只能面向大屏幕需求的用户和家庭影院等方面)。第6章 显示卡和显示器 6.2.2 显示器的类型1.CRT 显示器的类型CRT显示器的类型有荫罩式CRT与荫栅式CRT显示器。倘若CRT显像管的电子束瞄准得不够精确，就可能会打到邻近的磷光涂层，这样就会产生不正确的颜色或轻微的重像，因此必须对电子束进行更加精确的控制。最经典的解决方法就是在显像管内侧，磷光涂料表

36、面的前方加装荫罩(Shadow Mask)。荫罩是一层钻有许多小洞的金属薄板(一般使用一种热膨胀率很低的钢板)，只有正确瞄准的电子束才能穿过每个磷光涂层光点相对应的屏蔽孔，荫罩会拦下任何散乱的电子束以避免其打到错误的磷光涂层，这就是荫罩式显像管。第6章 显示卡和显示器 相对的，有些公司开发荫栅式显像管，它不像以往把磷光材料分布为点状，而是以垂直线的方式进行涂布，并在磷光涂料的前方加上相当细的金属线用以取代荫罩，金属线用来阻绝散射的电子束,原理和荫罩相同，这就是所谓的荫栅式显像管。荫罩式CRT与荫栅式CRT工作原理如图6-17所示。第6章 显示卡和显示器 图6-17 荫罩式CRT与荫栅式CRT工

37、作原理 第6章 显示卡和显示器 荫罩和荫栅这两种技术都有其利弊得失。一般来说，荫罩式显像管的图像和文字较锐利，但亮度较低；荫栅式显像管的色彩较鲜艳，但在屏幕的1/3和2/3处有水平的阻尼线阴影(阻尼线是用来减少栅状荫罩震动的一条横向金属线)横过。现在市面上主流纯平CRT显示器所采用的是荫罩式显像管，主要包括LG“未来窗”，三星“丹娜管”。采用荫栅式显像管的主要包括索尼“特丽珑”，三菱“钻石珑”，中国台湾“中华管”和日立“锐利珑”等。各个厂商的纯平显像管在技术上均有其独到之处，在性能上也是各有特色。第6章 显示卡和显示器 2.液晶显示器的类型液晶显示器的类型有Desktop LCD与Notebo

38、ok LCD、DSTN-LCD 与TFT-LCD。(1)就使用范围分，液晶显示器可分为笔记本计算机(Notebook)LCD以及桌面计算机(Desktop)LCD。Notebook LCD是我们在国内目前所最常见的大众化液晶显示器产品，它与笔记本计算机的其它部分连为一体，以其轻便、小巧给笔记本计算机的使用者带来方便。Desktop LCD则是传统CRT显示器的替代产品，目前在国内还未普及。虽然两者都是LCD，但比较起来差别也挺大的。第6章 显示卡和显示器 亮度可以说是最大的差别，这一点使用者可以很容易觉察。Desktop LCD的可接受亮度标准是150 cd/m2(cd/m2是衡量亮度的一种单

39、位)，当前国内几款Desktop LCD如Acer FP555、PHILPS 151AX、Samsung 520TFT等，其亮度均在200 cd/m2左右，已经与CRT显示器不相上下。而Notebook LCD的亮度通常在100 cd/m2左右，相比CRT显示器自然就暗了许多，这就是在环境光线过于强烈的时候，我们看Notebook LCD图像感觉吃力的原因。其次，两种LCD的可视角度(Viewing Angle)亦有区别。LCD的可视角度是指显示器对比度大于等于10的可视范围角度，同样的可视角度下，对比度越大则视觉效果越好。Desktop LCD要求比Notebook LCD有更大的可视角度。

40、第6章 显示卡和显示器 此外，很多Notebook LCD在分辨率变化时不能自动调整图像的大小面积至满屏，所以在某些分辨率下运行笔记本计算机时，我们会看到只有屏幕中央一块才有图像。Desktop LCD则不存在这一问题。(2)按照物理结构，LCD可分为无源矩阵显示器中的双扫描无源阵列显示器(DSTN-LCD)和有源矩阵显示器中的薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。DSTN(Dual Scan Tortuosity Nomograph)双扫描扭曲阵列是液晶的一种，由这种液晶所构成的液晶显示器对比度和亮度较差、可视角度小、色彩欠丰富，但是它结构简单，价格低廉，因此仍然存在于市场。第6章 显

41、示卡和显示器 TFT(Thin film transistor)薄膜晶体管，是指液晶显示器上的每一液晶像素点都由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。相比DSTN-LCD，TFT-LCD具有屏幕反应速度快、对比度和亮度高、可视角度大、色彩丰富等特点，克服了前者固有的许多弱点，是当前Desktop LCD和Notebook LCD的主流显示设备。3.PDP 显示器的类型PDP显示器的类型有直流型PDP和交流型PDP显示器。依据电流工作方式的不同，等离子显示器可以分为直流型(DC)和交流型(AC)两种。而目前研究的多以交流型为主，并可依照电极的安排区分为二电极对向放电(Column Discharge)和

42、 三 电 极 表 面 放 电(Surface Discharge)两种结构。第6章 显示卡和显示器 6.2.3 显示器的主要性能和指标1.CRT 显示器的主要性能和指标1)可视面积可视面积指显示器可以显示图形的最大范围。我们平常说的17英寸、15英寸实际上指CRT显像管的尺寸，而实际可视区域(就是屏幕)远远到不了这个尺寸。14英寸CRT显示器可视范围往往只有12英寸；15英寸CRT显示器的可视范围在13.8英寸左右；17英寸CRT显示器的可视范围大多在1516英寸之间；19英寸CRT显示器可视范围达到18英寸左右。第6章 显示卡和显示器 2)分辨率分辨率就是屏幕图像的密度。我们可以把它想象成是

43、一个大型的棋盘，而分辨率的表示方式就是每一条水平线上面的点的数目乘上水平线的数目。以640480的分辨率来说，即每一条线上包含有640个像素点，且共有480条线，也就是说扫描列数为640列，行数为480行。分辨率越高，屏幕上所能呈现的图像也就越精细。分辨率不仅与显示尺寸有关，还要受显像管点距、视频带宽等因素的影响。知道分辨率、点距和最大显示宽度就能得出像素值。第6章 显示卡和显示器 比如一台17英寸的CRT显示器，一行中能容纳1421组三原色，能满足1280个像素点的需要，因此这台显示器的理想分辨率是1024768，勉强可以达到12801024的分辨率，但不可能达到16001200的分辨率。分

44、辨率的计算方法如下：最大显示宽度/水平点距=像素数第6章 显示卡和显示器 比如标准17英寸CRT显示器的最大显示宽度是320 mm，标 称 点 距 是 0.28 mm，那 么 首 先 按0.280.866=0.243的公式计算出水平点距，然后按320/0.243=1316得出像素数。3)刷新率刷新率是指显示屏幕刷新的速度，它的单位是Hz(赫兹)。刷新频率越低，图像闪烁和抖动得就越厉害，眼睛疲劳得就越快。刷新频率越高，图像显示就越自然清晰，一般来说，如能达到80 Hz以上的垂直刷新频率就可完全消除图像闪烁和抖动感，眼睛也不会太容易疲劳，这是对显示器最基本的要求了。第6章 显示卡和显示器 水平刷新

45、率又叫行频(Horizontai scanning trequency)，它是显示器每秒内扫描水平线的次数，它的单位是kHz。垂 直 刷 新 率 又 叫 场 频(Vertical scanning frequency)，单位是Hz，它是由水平刷新率和屏幕分辨率所决定的。垂直刷新率表示屏幕的图像每秒重绘多少次，也就是指每秒屏幕刷新的次数。一般来说，垂直刷新率不应低于85 Hz。第6章 显示卡和显示器 4)带宽带宽是CRT显示器所能处理的数据量，单位是兆赫(MHz)。当显示器接近带宽极限时，细黑线或白线都会变灰，这是因为电子束打开或关闭的速度无法保持足够快。通常来说，带宽越高意味着可以得到的分辨率越高，刷新越快，图像质量也越好。较宽的带宽能处理更高的频率，图像质量自然也更好。专业的显示器和一般的显示器其带宽的差距是很大的，带宽越高，显示器的价格也越贵，这就是有些小牌子显示器不愿标出带宽标准的原因。一般来说，可接受带宽的简单公式为：可接受带宽水平分辨率垂直分辨率最大刷新频率1.5