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1、第第4章章显卡与显示器显卡与显示器4.1 显卡的基本知识显卡的基本知识w显卡是系统必备的设备，负责将CPU送来的影像数据处理成显示器可以理解的格式，再送到屏幕上形成影像。显卡是用户从电脑获取信息最重要的管道，因此显卡及显示器是电脑中最重要的部分之一。显卡的硬件结构显卡的硬件结构（1）显示芯片）显示芯片w显示芯片即GPU（Graphics Processing Unit，图形处理单元），也叫图形处理器。它的主要任务是处理系统输入的视频信息并将其进行构建、渲染等工作。而其速度仅次于CPU的速度。（2）显存）显存w显存的主要功能是将显示芯片处理的数据暂时储存起来，然后将显示数据影像到显示屏幕上。显示
2、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目前主流的显存是64MB、128MB、256MB、512MB。而显存的类型也逐渐发展到现在应用广泛的DDR SDRAM/DDR SDRAM。（3）RAMDACwRAMDAC（Random Access Memory Digital Analog Converter，随机存储数模转换）的主要作用是将显示内存中的数字信号转换成能够在显示器上直接显示的模拟信号。RAMDAC有内置和外置的两种，内置的RAMDAC集成在显示芯片中，因为这有助于降低成本。一些专业图形显卡使用的是外置的RAMDAC。（4）显示）显示BIOS w显卡BIOS即显卡的基
3、本输入输出系统，专门用于存放系统所需要执行的基本指令信息。（5）显卡输出接口）显卡输出接口 w显卡输出接口的作用是将数据显示在屏幕上，必须通过显卡的VGA接口输出。标准的VGA接口为15针接头。w数字显示工作组（DDWG）在1999年发布了用于数字平板显示器的数字视频接口DVI（Digital Visual Interface）。DVI在支持数字平板显示器的同时也向下兼容CRT显示器。wDVI接口通常有两种：仅支持数字信号的DVID、同时支持数字与模拟信号的DVII。DVI接口支持即插即用（Plug and Play）。w与标准的VGA不同，数字接头使用三行八列共24个引脚。这些引脚支持两个完
4、整的通道，每个通道使用3对（红绿蓝各一对）传输色彩信号，一对传输时钟信号，其余是电源、地线和其他用途。wS端子是一种五芯接口，由两路视频亮度信号，两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成。它将亮度和色度分离输出，克服了视频节目复合输出时的亮度和色度的互相干扰。采用S端子可以提高画面画面质量，因此将其称为“高清晰度输出”。但只有软件较新型号的电视机才有S端子接口，而且某些显卡的S端子输出时，会出现图像没有色彩或有闪烁等情况，因此在选购w有视频功能的显示卡时，最好同时有复合视频端子和S端子。（6）总线接口）总线接口wAGP是（Accelerated Graphics Port）缩写，意思是
5、图形加速接口。AGP是一种新型接口标准，可直接向图形分支系统的存储器提供高速带宽。这种接口减轻了PCI总线传输速度慢的瓶颈状况，使图形加速卡计算速度更快。wAGP用途非常单一，只是图形加速卡使用的一个专用的图形连通线。AGP带宽比PCI更加高。确切的说，AGP总线运作时钟速度为66MHz（相当带宽266MB/s），而PCI总线运作时钟速度为33MHz（相当带宽133MB/s）。wAGP是专门用于提高电脑的图像处理能力而开发的，在传输速度上分为AGP1X、AGP2X、AGP4X、AGP8X。w提示：AGP8X作为新一代AGP并行接口总线，在数据传输带宽上和它的前辈AGP4X一样都是32位，但总线
6、速度将达到66MHz8533MHz，在数据传输带宽上也会达到2.1GB/s。w数据传输带宽AGP总线运作时钟速度（66MHz）AGP传输速度（1X、2X、4X、8X）总线宽度（32位）位）/8w例如：AGP8X数据传输带宽66MHz832bit/82112MB/s2.1GB/s（7）视频输出）视频输出/输入接口输入接口w有不少显卡和显示芯片还提供了额外的视频输出，视频输入和DVD解压等功能。4.1.2 PCI-Express 显卡显卡wPCI Express是采用点对点的串行连接方式，这个和以前的并行通道大为不同，它允许和每个设备建立独立的数据传输通道。不用再向整个系统请求带宽，这样也就轻松的
7、到达了其他接口设备可望而不可及的高带宽。wPCI Express接口根据总线接口对位宽的要求不同而有所差异，分为PCI Express 1X、2X、4X、8X、16X甚至32X。由此PCI Express的接口长短也不同。1X最小，往上侧越大。同时PCI Express不同接口还可以向下兼容其他PCI Express小接口的产品。既PCI Express4X的显卡可以插在PCI Express8X或16X上进行工作。这样，只要您拥有先进的主板，就没必要非得升级档次稍差的显卡了。它良好的向下兼容性也使不少业界人士看好。另外Intel 的PCI Express接口将包括两条专用的通道连接某设备，比
8、如即将要取代AGP 8X的PCI Express16X图形接口将包括它的两条通道，一条可由显卡单独到北桥，而另一条则可由北桥单独到显卡，每条单独的通道均将拥有4.0GB/s的数据带宽可充分避免因带宽所带来的性能瓶颈问题。w同时PCI Express还支持热插拔的特性，也就是说，你可以在不必关闭系统和电源的情况下更换PCI Express槽的版卡和各种硬件设备。由以上两点可以看出在未来PCI Express在服务器的应用上估计会更为深远。下面我们拿PCI Express和以往的各个接口的数据传输率做一下对比：w总线类型总线类型 数据传输率数据传输率wISA 8.33MB/swPCI 133MB/
9、swAGP-1X 266MB/swAGP-2X 533MB/swAGP-4X 1.0GB/swAGP-8X 2.1GB/swPCI Express1X（双通道）（双通道）500MB/swPCI Express2X（双通道）（双通道）1.0GB/swPCI Express4X（双通道）（双通道）2.0GB/swPCI Express8X（双通道）（双通道）4.0GB/swPCI Express16X（双通道）（双通道）8.0GB/s4.1.3 显卡及显示芯片的几大品牌显卡及显示芯片的几大品牌w芯片生产商：nVIDIA、AMD（ATI）、）、Intel、3dfx、S3、SIS、Trident等等。
10、w显卡生产商：技嘉、升技、微星、华硕、七彩虹、硕泰克、翔升、承启、丽台、捷波、昂达、艾尔莎、奔驰小影霸、耕升太极等等。4.2 显示器的基本知识显示器的基本知识w显示器是计算机系统中最基本的输出设备，显示器的性能好坏直接影响使用者的工作效率。目前常用的显示器主要有CRT（Cathode Ray Tube）显示器、LCD（Liquid Crystal Display）显示器两种。4.2.1 CRT显示器的技术参数显示器的技术参数（1）点距和栅距）点距和栅距w在描述这两个显示器术语之前，需要了解与它们相关的一个名词荫罩。荫罩是显像管的造色机构，是安装在荧光屏内侧、上面刻蚀有40多万个孔的薄钢板。大多
11、数彩色显示器是使用一组三个电子枪来显示彩色，荫罩孔的作用在于保证三个电子束共同穿过同一个荫罩孔，准确地激发彩色荧光粉，使红、绿、蓝三色光束分别激发红、绿、蓝三色荧光粉。荫罩可分为孔状荫罩和条栅状荫罩两种类型，从而也就引出了点距和栅距的概念。所谓点距，是针对于孔状荫罩而言的，指的是荧光屏上的相同颜色的磷光点中心之间距离，单位是mm，标称点距一般都在0.28mm左右。（1）点距和栅距）点距和栅距w所谓栅距是针对于条栅状荫罩而言的，指的是三色条纹的总宽度，单位是mm，栅距一般都在0.25mm以下。如今家用显示器大多采用0.28mm点距，采用0.26mm和0.27mm点距的也不少，SONY的特丽珑和三
12、菱的钻石珑显像管的点距只有0.25mm，高档显示器的点距甚至更小。同档次的孔状荫罩和条栅状荫罩两种类型的显示器，显示效果的区别不算大。但从理论和应用上讲，孔状荫罩显示器显示的图像更精细准确，适合CAD/CAM的应用；条栅状荫罩显示器的色彩要明亮一些，更适合于艺术专业的应用。（2）扫描频率）扫描频率w显像管的枪发射出的电子束在行偏转磁场的作用下从荧屏左上角开始，向右作水平扫描（称w为扫描正程），扫完一行后迅速又回到左边（称为行扫描逆程）。由于场偏转磁场的作用，在离第一w行稍低处开始第二行扫描，如此逐次扫描直至屏幕的右下角，便于工作完成了整个屏幕一帧（即一w幅画面）的显示。之后，电子束重又回扫到左
13、上角开始新一帧的扫描。完成一行水平扫描的时间，w确切地说应是从第一行开始至第二行开始的间隔时间称行周期，其倒数即为行频。同样，完成整个w屏幕扫描的时间称场周期，其倒数即为场频。（3）分辨率）分辨率w分辨率就是屏幕每行每列的像素数，与具体的显示模式有关。但是作为性能指标之一的分辨率，w则取决于显示器在水平和垂直方向上最多可以显示的像素的数目。如最常用的分辨率：800600、1024768、12801024等等。（4）带宽）带宽w带宽指每秒钟电子枪扫描过的总像素数，等于“水平分辨率垂直分辨率场频（画面刷新频w率）场过扫描系数（约为1.04）”，单位为MHz。带宽是显示器最基本的频率特性，它决定着一
14、台显示器可以处理的信息范围，就是指电路工作的频率范围。显示器工作频率范围在电路设计时就已确定了，主要由高频放大部分元件的特性决定。高频处理能力越好，带宽越宽，图像也更好。w带宽水平分辨率行频w 水平分辨率垂直分辨率场频（画面刷新频率）场过扫描系数（约为1.34）（5）屏幕可视区域）屏幕可视区域w15英寸(可视尺寸13.8英寸)、17英寸(可视尺寸16英寸)、19英寸(可视尺寸18英寸)等。（6）屏幕表面处理）屏幕表面处理w显示器在使用过程中会因为电子撞击和外界光源的影响而产生静电和眩光等干扰。静电会吸附w灰尘，影响显示效果；而眩光则会使图像模糊甚至于影响用户的视力。为此，目前大多数CRT显示w
15、器都对荧光屏进行了表面处理。w1.防眩处理。在屏幕的玻璃表面涂一层二氧化硅，或直接对玻璃表面进行刻蚀，使之出现细小的凹凸不平。这样，光线照上去就会发生漫反射，从而有效降低特定区域的反射强度，减少干扰。2.抗强光、防静电处理。抗强光、防静电处理，是采用一种含有特殊微粒的涂料，用旋转喷雾的方法在屏幕表面，以散射背景光，而涂料中含有的静电微粒又可以有效减少屏幕表面依附的电荷，消除静电和交变电场的影响。3.防反射、防静电复合涂层处理。这是一种目前最有效的防反射、防静电的屏幕处理方法。它是在屏幕表面涂覆了多种不同材料的涂层，其中一层是透明的涂层，用来防静电，另外的涂层用来抑制反射光，它最大的特点就是避免
16、图像的散射而保证显示画面的清晰。4.超清晰涂层。超清晰涂层由多层由透明膜复合而成，不但大幅度吸收并降低反射的干扰，而且减少了图像投射光线的变形，大大增强了图像对比度和艳丽度，对图像的亮度、清晰度、抗反射和抗闪烁性均有很好的效果。w5.超黑矩阵屏幕。这种屏幕的荧光点之间涂有碳粉颗粒，因此比常规显像管暗得多，抗外界光线干扰能力大大增强，可以显著改善图像的对比度，使画面彩色看起来更鲜艳。(7)安全认证安全认证 w显示器在工作时产生的辐射对人体有不良影响。在环保越来越重视的今天，各类标准相继出w台，其中瑞典专家联盟（TCO）提出的TCO系列标准，逐渐演变成了现在通用的世界性标准，它不仅包括辐射和环保的
17、多项指标，还对节能性能、用电安全、人体工程学等多方面提出严格的要求。现在的机型已经都满足了TCO99/TCO03/TCO05极其严格的要求。4.2.2 LCD显示器的技术参数显示器的技术参数w随着液晶显示器的制造成本不断下降,性能不断改善,液晶显示器件已开始进入一般单位和家庭中,液晶器件的应用范围正迅速扩大,已涉及电视、数码照相机、摄像机以及计算机显示器等领域。就目前看，LCD显示器是最有可能取代CRT显示器的一种显示器。(1)分辨率分辨率wLCD的分辨率与CRT显示器不同，只能提供固定的显示分辨率，也就是所谓的“真实分辨率”。例如，15英寸的LCD显示出分辨率为1024768时，就表示显示器
18、的水平方向有1024个像素，垂直方向有768个像素。如果用户需要将1024768的分辨率降到800600显示时，反而不能得到高质量画面。(2)点距和可视面积点距和可视面积w液晶显示器的点距和可视面积有直接的对应关系，是很容易直接通过计算得出的。以15英寸的液晶显示器为例，当点距为0.279mm分辨率为1024768时，就是说该液晶显示板在水平方向上有1024个像素，垂直方向有768个像素，由此，我们可以很容易计算出此液晶显示器的可视面积为285.7214.3 mm2。w需要说明一点是：LCD显示器的点距与CRT的点距有些不同。CRT显示器的点距由于技术原因，中心的点距要比四周的要小。目前CRT
19、厂商在定义显示器的点距时候，定义的都是显示器最小的（也就是中心的）点距。而液晶显示器则是整个屏幕任何一处的点距都是一样的，这说从根本上消除了LCD显示器在还原画面时的非线性失真现象。目前LCD显示器的点距多为0.2790.32mm，而CRT显示器的点距大多为0.200.28mm，从这点上看，LCD显示器不如CRT显示器。(3)可视角度可视角度w可视角度是指用户在屏幕前以一定的角度观看时，能清晰看见屏幕图像所构成的最大角度，也称为可视范围。液晶显示器的可视角度又分为水平可视角度和垂直可视角度。可视角度越大越好，如果可视角度小，只在用户稍一变动观看位置，画面可能就会看不全面，甚至看不清楚。(4)响
20、应时间响应时间w响应时间是用来表示液晶显示器各像素点对输入信号的反应速度，也就是液晶由暗转亮到由亮转暗所需要的时间，单位是毫秒（ms）。当液晶由暗转为亮称为上升时间，由亮转暗称为下降时间，通常上升时间要小于下降时间。而我们所说的响应时间指的就是两者之和，响应时间越小越好，响应时间如果超过40ms时，就会出现运动图像的拖尾现象。现在大多数LCD显示器的反应速度介于8ms16ms之间，但也有不少显示器可以做到4ms。而CRT显示器就不存在这个问题了，因为它的响应时间只有1ms左右。(5)亮度、对比度亮度、对比度wLCD显示器的亮度是用来表示光源通过液晶透射出的光强度，单位是每平方米烛光（cd/m2
21、）或Nits。一般的LCD亮度值为150 cd/m2，而高的则能达到500 cd/m2。对比度是同一屏幕上最亮处亮度的比值。人眼可分辩的对比度约在100：1左右，当显示器的对比度超过120：1时，就可以显示生动、丰富的色彩，对比率高达300：1时便可以支持各阶度的颜色。对比度值的差别很大，有300:1，450:1，甚至更高。亮度和对比度要配合使用，才能确保图像色彩的真实度和色阶准确度，当亮度和对比度配合得恰到好处时，才能够呈现美观的画质。(6)坏点坏点w在LCD显示器的制作过程中，液晶单元很容易出现瑕疵，如一部分薄膜晶体短路或断路，LCD上的某一点或像素会永远显示同一颜色，这些点被称为坏点。坏
22、点包括“红点”、“蓝点”、“绿点”、“亮点”和“黑点”五种。LCD显示屏有几百万个液晶单元，很难保证所有这些单元都完好无损，所以极易出现坏点。对1024768的屏幕来说，每个像素都由三个单元构成，分别负责红、绿和蓝色的显示，所以总共需要约240万个单元（102476832359296）。最有可能的是，其中一部分已经短路，即出现“亮点”，或者断路，即出现“黑点”。w 现在国际上针对坏点问题还没有制定统一的标准，各厂家给出的标准也不相同。目前可供参考的标准是：如果显示器上没有一个坏点就称为AA级液晶面板；如果显示器有3个坏点以下，其中的亮点不超过1个，并且亮点不在屏幕中间称为A级液晶面板；如果显示
23、器有3个坏点以下，其中的亮点不超过2个，并且其中的亮点不在屏幕中间称为B级液晶面板；如果有5个坏点以下，其中的亮点不超过3个，并且其中的亮点不在屏幕中间称为C级液晶面板。(7)背光灯背光灯w液晶显示器的光源主要来自背光光源。背光灯管又称为CCFL（Coldcathode fluorescent）冷凝阴极荧光灯管，直径仅为2.0mm。背光光源由CCFL提供，其光亮度和均匀度直接影响屏幕的色彩、对比度、亮度和可视角度等。对于液晶显示器来说，背光灯的寿命就是液晶显示器的寿命。不同品牌的显示器使用灯管数不一定相同。w 使用2支灯管照明时，屏幕上下各一支灯管，这时屏幕左右两侧以及中心会明显出现亮度不均匀
24、的现象。为了弥补2支灯管的缺点，有的显示器使用了4灯管。4灯管液晶显示器是在屏幕背光部分四周各放1支灯管，这样就能充足均匀地补充屏幕光源，消除“暗区”现象。采用4灯管技术可以有效地提高液晶显示器的亮度、色彩对比度和可视角度。但4灯管液晶显示器的发热量肯定比2灯管的大，发热量加大会使灯管容易老化，严重的还可能导致LCD过热，从而造成内部烧坏。还有的显示器使用了“6灯管”，所谓的“6灯管”是采用了3个U型的灯管设计的。3个U型灯管设计提高了液晶显示器的屏幕亮度，但U灯管的机械强度不如直线型灯管，并且影响液晶显示器的寿命。4.3 显示器的几大品牌显示器的几大品牌w SONY（索尼）、NESO、优派、SAMSUNG（三星）、MAG（美格）、Philips（飞利浦）、LG、NEC、EMC、Panasonic（松下）、AOC（冠捷）、IBM、Apple（苹果）、爱国者、长城等等。