Відеоадаптери

Апаратне забезпечення комп’ютерної графіки

Робота студентки

фізико-математичного

факультету

групи 2ІА

Чан Тхієн Лок

Харків

2015 рік

Зміст

1. Монітори

2. Відеоадаптери

3. Принтери

4. Плотери

5. Сканери

6. Дигитайзери

7. Маніпулятор миша, трекбол

8. Джойстики

9. Тачпад

10. Трекпоінт

11. Засоби діалогу для систем віртуальної реальності

Монітор

Монітор — електронний пристрій для відображення інформації.

Типи:

· на основі електронно-променевої трубки (CRT).

· рідкокристалічні (LCD, TFT як підвид LCD)

· плазмові

· проекційні

· OLED-монітори

Всі монітори можна класифікувати:

· За схемою формування зображення.

· За своїми розмірами.

· За способом впливу на людину.

Як правило, всі широко розповсюджені сучасні монітори, по схемі формування зображення, діляться на два типи:

1.на основі електронно-променевої трубки (ЕПТ, або CRT);

2.на основі рідких кристалів (РК-панель, LCD-панель).

ЕПТ - монітори дуже схожі на телевізори. У них той же принцип формування сигналу - спрямований електронний пучок викликає світіння крапок на екрані.Цей тип моніторів дозволяє створення зображення з максимальною контрастністю, яскравістю і кольоровістю. Їх недоліки - високе споживання електроенергії і шкоду, яку здоров'ю.

РК - монітори формують зображення за рахунок того, що певні точки екрана стають прозорими або непрозорими в залежності від прикладеного електричного поля. Оскільки рідкокристалічні осередку не світяться, РК - моніторам потрібне підсвічування. РК - монітори мають мале споживання енергії, зображення на них приємно очам, відсутня радіаційне випромінювання моніторів. Їх недоліки - мала контрастність зображення і малі швидкості регенерації (відновлення зображення) екрана.

Характеристики моніторів

Розмір екрану — визначається довжиною діагоналі (традиційно вимірюється в дюймах)

Співвідношення сторін екрану — стандартний (4:3) та широкоформатний (16:9, 16:10)

Роздільність дисплею — кількість пікселів по вертикалі та горизонталі

Глибина кольору — кількість біт на кодування одного пікселя (від монохромного (1 біт) до 32-бітного)

Розмір зерна (для CRT) чи пікселя (для LCD)

Частота оновлення зображення (вимірюється в герцах, для LCD практично однакова)

Швидкість відклику пікселів (не для всіх типів моніторів, у LCD, як правило, суттєво нижча ніж у CRT)

Максимальний кут огляду — максимальний кут під яким не виникає суттєвого погіршення якості зображення (актуально для LCD).

Відеоадаптери

Існують різні типи відеоадаптерів, які забезпечують роботу монітора в текстовому або графічному режимі з різною роздільною здатністю.

Будова

Відеоадаптер має плату, на якій розташовані: буферна відеопам'ять (від 8 Мгб і вище), вміст якої представляє карту екрану, контролер (схеми управління ЕЛТ), генератор символів і інші схеми.

Відеоадаптери можуть містити: графічний співпроцесор та акселератор.

Графічний співпроцесор працює паралельно з центральним процесором комп'ютера, звільняючи його від громіздких і час ємних завдань обробки окремих пікселів.

Акселератор - пристрій прискорення побудови зображень.

Типи

Існує кілька типів адаптерів, кожен з яких може працювати в режимі з різною роздільною здатністю: 1024х768; 1200х1024; 1600х1200; 2048х1536.

Найбільш широко використовуються відеоадаптери VGA і SVGA (Super Video Graphics Array).

Керування роботою відеоадаптера здійснюється спеціальними системними програмами, які називаються драйверами. Драйвери розташовуються на диску в каталозі BGI і мають розширення, мають розширення.bgi (Borland Graphics Interface). Наприклад: egavga.bgi.

Сучасна відеокарта складається з наступних частин:

§ графічний процесор (Graphics processing unit – графічне процесорний пристрій) – займається розрахунками зображення, що виводиться, звільняючи від цього обов’язку центральний процесор, проводить розрахунки для обробки команд тривимірної графіки. Є основою графічної плати, саме від нього залежать швидкодія і можливості всього пристрою. Сучасні графічні процесори по складності мало чим поступаються центральному процесору комп’ютера, і часто перевершують його як за кількістю транзисторів, так і з обчислювальної потужності, завдяки великому числу універсальних обчислювальних блоків. Проте, архітектура GPU минулого покоління звичайно припускає наявність декількох блоків обробки інформації, а саме: блок обробки 2D-графіки, блок обробки 3D-графіки, у свою чергу, зазвичай розділяється на геометричне ядро (плюс кеш вершин) і блок растеризації (плюс кеш текстур) і ін

§ відеоконтролер – відповідає за формування зображення у відеопам’яті, дає команди RAMDAC на формування сигналів розгортки для монітора і здійснює обробку запитів центрального процесора. Крім цього, зазвичай присутні контролер зовнішньої шини даних (наприклад, PCI або AGP), контролер внутрішньої шини даних і контролер відеопам’яті. Ширина внутрішньої шини і шини відеопам’яті зазвичай більше, ніж зовнішньою (64, 128 або 256 розрядів проти 16 або 32), в багато відеоконтролер вбудовується ще й RAMDAC. Сучасні графічні адаптери (ATI, nVidia) зазвичай мають не менше двох видеоконтроллеров, що працюють незалежно один від одного і керуючих одночасно одним або кількома дисплеями кожен.

§ відеопам’ять – виконує роль кадрового буфера, в якому зберігається зображення, що генерується і постійно змінюване графічним процесором і виводиться на екран монітора (чи декількох моніторів). У відеопам’яті зберігаються також проміжні невидимі на екрані елементи зображення і інші дані. Відеопам’ять буває декількох типів, що розрізняються за швидкістю доступу і робочій частоті. Сучасні відеокарти комплектуються пам’яттю типу DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4 і GDDR5. Слід також мати на увазі, що крім відеопам’яті, що знаходиться на відеокарті, сучасні графічні процесори зазвичай використовують у своїй роботі частина загальної системної пам’яті комп’ютера, прямий доступ до якої організовується драйвером відеоадаптера через шину AGP або PCIE. У разі використання архітектури UMA як відеопам’ять використовується частина оперативної пам’яті комп’ютера.

§ цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП, RAMDAC – Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) – служить для перетворення зображення, що формується відеоконтролером, у рівні інтенсивності кольору, що подаються на аналоговий монітор. Можливий діапазон кольоровості зображення визначається тільки параметрами RAMDAC. Найчастіше RAMDAC має чотири основні блоки – три цифроаналогових перетворювача, по одному на кожний колірний канал (червоний, зелений, синій, RGB), і SRAM для зберігання даних про гамма-корекції. Більшість ЦАП мають розрядність 8 біт на канал – виходить по 256 рівнів яскравості на кожен основний колір, що в сумі дає 16700 тисяч кольорів (а за рахунок гамма-корекції є можливість відображати вихідні 16700000 квітів у набагато більше колірну простір). Деякі RAMDAC мають розрядність по кожному каналу 10 біт (1024 рівня яскравості), що дозволяє відразу відображати більше 1 млрд квітів, але ця можливість практично не використовується. Для підтримки другого монітора часто встановлюють другий ЦАП. Варто відзначити, що монітори і відеопроектори, що підключаються до цифрового DVI виходу відеокарти, для перетворення потоку цифрових даних використовують власні цифроаналогові перетворювачі і від характеристик ЦАП відеокарти не залежать.

§ відео-ПЗП (Video ROM) – постійний запам’ятовуючий пристрій, в який записані відео-BIOS, екранні шрифти, службові таблиці і т. п. ПЗУ немає відеоконтролером прямо – до нього звертається тільки центральний процесор. Зберігається в ПЗУ відео-BIOS забезпечує ініціалізацію і роботу відеокарти до завантаження основної операційної системи, а також містить системні дані, які можуть читатися і інтерпретуватися відеодрайверів в процесі роботи (в залежності від застосовуваного методу розподілу відповідальності між драйвером і BIOS). На багатьох сучасних картах встановлюються електрично перепрограмувальні ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), що допускають перезапис відео-BIOS самим користувачем за допомогою спеціальної програми.

§ система охолодження – призначена для збереження температурного режиму відеопроцесора і відеопам’яті в допустимих межах.

Правильна і повнофункціональна робота сучасного графічного адаптера забезпечується за допомогою відеодрайвера – спеціального програмного забезпечення, що поставляється виробником відеокарти і завантажується в процесі запуску операційної системи. Відеодрайвер виконує функції інтерфейсу між системою з запущеними в ній додатками і відеоадаптером. Так само як і відео-BIOS, відеодрайвер організовує і програмно контролює роботу всіх частин відеоадаптера через спеціальні регістри управління, доступ до яких відбувається через відповідну шину.

Дата добавления: 2015-10-16