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文檔簡介
常用輸出設備
曾海均主要內(nèi)容顯示器與顯卡打印機繪圖儀2.5.1顯示器與顯卡顯示器概述作用將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號,使文字、圖形、圖像在屏幕上顯示出來。組成1.顯示器(Monitor)常見類型:陰極射線管顯示器(簡稱:CRT)液晶顯示器(簡稱:LCD、LED)2.顯示控制器(顯卡)
顯示控制器在PC機中多半做成擴充卡的形式,所以也叫做顯示卡、圖形卡或者視頻卡。包含接口電路、控制邏輯及顯示存儲器,通常也是一個獨立產(chǎn)品。
顯示器
以陰極射線管顯示器(CRT)、液晶顯示器(LCD)為核心,加上必要的視頻信號放大電路及同步掃描電路,是一個獨立的設備,就是我們?nèi)粘Kf的“顯示器”。
CRTLCD色彩基本知識
色彩通過光被人所感知,光是一種按波長輻射的電磁波。光的三基色(三原色):
紅、綠、藍三色。三原色不能由其它色光混合而成。色光混合:三原色以不同的比例相混合,可成為各種色光。自然界中任何一種色光都可由R、G、B三基色按不同的比例(光量)相加混合而成。當三基色分量都為0(最弱)時混合為黑色光;當三基色分量都為k(最強)時混合為白色光。顯示卡與顯示器的工作過程CPU將需要顯示的圖文內(nèi)容從內(nèi)存?zhèn)魉偷斤@示卡顯卡上的繪圖處理器在顯示存儲器中生成被顯示內(nèi)容的映像,然后由數(shù)模轉(zhuǎn)換器將數(shù)字映像轉(zhuǎn)換為紅、綠、藍三路模擬信號當電子束轟擊顯像管熒光屏背面的磷光點時,屏幕上便顯示出彩色的圖像和文字紅、綠、藍三路模擬信號通過電纜線送到CRT紅、綠、藍三路信號控制電子槍發(fā)射出相應的3個電子束轟擊顯像管的熒光屏彩色CRT
成像原理CRT顯示器工作原理
CRT包含一個封裝在玻璃體內(nèi)的真空管,管的一端有一個電子槍,可以發(fā)射出我們在屏幕上所看到的紅、綠、藍三色電子束,從而組合成任意顏色,另一端是涂磷的熒光屏。當電子槍被加熱之后,就會發(fā)射高速電子流轟擊管的另一端。在傳輸路經(jīng)上,聚焦控制和偏轉(zhuǎn)線圈控制電子束打到熒光屏的特殊點上。磷光物質(zhì)受到撞擊后會發(fā)光,這些光就是在人們看電視或計算機屏幕時所顯示的CRT顯示器CRT顯示原理
由視頻信號放大驅(qū)動電路輸出的電流驅(qū)動陰極(電子槍),電子槍被加熱后,就會發(fā)射高速的電子束。由紅、綠、藍3個基色的陰極(電子槍)發(fā)射出3色電子束經(jīng)柵極、加速極(第一陽極)、高壓極(第二陽極)及聚焦極(第三陽極)的作用會聚成很細但能量很大的電子束,高速射向熒光屏、熒光屏上的熒光粉經(jīng)電子的轟擊而發(fā)光。
熒光屏上的每一個彩色點(即像素)是由紅、綠、藍(R、G、B)3原色組合而成,電子槍發(fā)出的3束電子會聚于蔭罩板的小孔或狹縫(即柵孔)中,穿過蔭罩板對齊方向按不同強度比例點亮熒光粉從而合成產(chǎn)生各種顏色。行掃振蕩器和幀掃振蕩器在外部信號的同步控制下加到偏轉(zhuǎn)線圈上,使電子束受電磁場的作用從上到下、從左到右有規(guī)律地掃描,就形成了光柵。外部信號(R/B/G/亮度)經(jīng)放大后加到CRT的柵極上,控制3個電子束的通過強度,也就控制了不同的彩色的熒光粉的發(fā)光強度,形成了豐富的多彩畫面彩色CRT
成像原理***彩色顯像管分類蔭罩式蔭柵式溝槽式蔭罩板的作用
蔭罩板是一塊鑲嵌在CRT前端的金屬盤,與磷層相鄰;它有數(shù)千個小孔,用于聚焦電子槍發(fā)出來的電子束,以便一次只照亮一個正確的磷光點。
分隔電子束,使之更加易于控制,從而達到更高的精度,改善顯示效果。蔭罩板彩色顯像管內(nèi)部示意圖彩色CRT
成像原理****蔭罩式顯像管顯示原理熒光屏上每個像素點由三個磷光點成三角形排列組成。三個磷光點能分別產(chǎn)生RGB三種顏色。熒光屏里端有一個布滿了細密小孔的蔭罩,電子槍發(fā)出的代表RGB的三束陰離子射線幾乎同一時間穿過蔭罩上的一個小孔,打到熒光屏指定位置轟擊RGB三個磷光點,顯示屏上就會出現(xiàn)一個彩色點。蔭罩網(wǎng)顯示器曲面與平面顯象管曲面顯象管:屏幕中央凸出的顯象管平面顯象管:水平方向上有點彎曲,而在垂直方向是平面的顯象管用平面顯象管構(gòu)成的顯示器的失真和反光被減少到最低限度,視覺效果好,從任何角度看畫面均無扭曲現(xiàn)象發(fā)生,顯示效果極佳。液晶(LCD)顯示器液晶液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì),是具有規(guī)則性分子排列的有機化合物。液晶在加熱時呈現(xiàn)透明狀的液體狀態(tài),冷卻時則出現(xiàn)結(jié)晶顆粒的混濁固體狀態(tài)。因此既具有液體的流動性,又具有固態(tài)晶體排列的有向性。液晶是一種彈性連續(xù)體,在電場的作用下它能快速地展曲、扭曲或者彎曲?!耙壕А?在電場、磁場、溫度、應力等外部條件的影響下,其分子容易發(fā)生再排列,使液晶的各種光學性質(zhì)隨之發(fā)生變化,在不同電流電場作用下,液晶分子會做規(guī)則旋轉(zhuǎn)90度排列,產(chǎn)生透光度的差別,LCD成像原理單色LCD顯示原理
借助液晶的特性對通過液晶單元的光線進行調(diào)制而顯示圖像。
每個像素由一個液晶單元控制是否發(fā)光。每個液晶單元由兩個透明電極控制。電極不通電(無電場)時液晶分子成扭曲狀排列,光被液晶層旋光后能通過液晶單元,屏幕上該像素顯示為白色。電極通電(有電場)時液晶分子沿電場方向豎起,原來的扭曲排列變?yōu)榇怪逼叫信帕?,光不能通過液晶單元,屏幕上該像素顯示為黑色。電場不特別強時,液晶分子處于半豎立狀態(tài),旋光作用也處于半完全狀態(tài),則會有部分光透過,呈現(xiàn)中間灰度。LCD成像原理彩色LCD顯示原理:
彩色顯示時則需要用三個液晶單元構(gòu)成一個像素,在出射位置給每個液晶單元貼上R、G、B彩色濾光片,就可以獲得彩色效果。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)背光源TFT晶體管玻璃基板透明電極信號線掃描線玻璃基板透明電極TFT管接通~~背光源彩色濾光片上偏光片下偏光片液晶層TFT基板TFT管斷開(a)液晶顯示器的結(jié)構(gòu)液晶顯示器工作原理LCD成像原理在不加電場的情況下
入射光經(jīng)過偏光板后通過液晶層,偏光被分子扭轉(zhuǎn)排列的液晶層旋轉(zhuǎn)90度。在離開液晶層時,其偏光方向恰與另一偏光板的方向一致,所以光線能順利通過,使整個電極面呈光亮LCD成像原理當加入電場的情況時每個液晶分子的光軸轉(zhuǎn)向與電場方向一致。液晶層也因此失去了旋光的能力,結(jié)果來自入射偏光片的偏光,其方向與另一偏光片的偏光方向成垂直的關(guān)系,并無法通過,這樣電極面就呈現(xiàn)黑暗的狀態(tài)。LCD主要性能指標(1)對比度比度是指屏幕的純白色亮度與純黑色亮度的比值,對比度越高,圖像愈清晰。就可以很容易地顯示生動、豐富的色彩。而對比度高達300:1時,則可支持各色階的顏色;對一般用戶而言,對比度能夠達到350:1就夠了亮度亮度是以每平方米燭光(cd/m2-NIT)為測量單位,一般LCD顯示器都有顯示200cd/m2的亮度能力,更高的甚至達300cd/m2以上。而亮度的標示就是背光光源所能產(chǎn)生的最大亮度,亮度越高,適應的使用環(huán)境也就越廣泛。這里需要注意的是,較亮的產(chǎn)品不見得就是較好的產(chǎn)品,亮度是否均勻才是關(guān)鍵。所有高亮的面板都會有一個致命傷,屏會漏光。漏光是指在全黑的屏幕下,液晶不是黑的,而是發(fā)白發(fā)灰.所以好的液晶不要一味的強調(diào)亮度,而是要多強調(diào)對比度,LCD主要性能指標(2)
LCD的響應時間響應時間指的是液晶顯示器的各像素點對輸入信號反應的速度,即像素由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度,其單位是毫秒(ms),響應時間是越小越好,如果響應時間過長,在顯示動態(tài)影像(特別是在看看DVD、玩游戲)時,就會產(chǎn)生較嚴重的"拖尾"現(xiàn)象。目前大多數(shù)LCD顯示器的響應速度都在25ms左右,如明基、三星等一些高端產(chǎn)品反應速度以達到16ms甚至現(xiàn)在出現(xiàn)了12ms的液晶。要是想讓圖像畫面達到不閃的程度,則就最好要達到每秒60幀的速度(16ms)。當前主流(4MS)可視角度
可視角度也是LCD顯示器非常重要的一個參數(shù)。它是指用戶可以從不同的方向清晰地觀察屏幕上所有內(nèi)容的角度?,F(xiàn)在不少液晶顯示器都具備160度的可視角度了壞點的個數(shù)一般來說,A級LCD面板的亮點數(shù)會限制在3個以下,在選購的過程的時候建議大家購買的時候仔細鑒別。
LCD的類型與保養(yǎng)如何保養(yǎng)LCD?千萬不要讓水進入LCD不用就關(guān)機使用屏幕保護程序,不要長時間顯示同一畫面不要用尖利的東西撞擊屏幕··········液晶顯示器的類型:反射型LCD透射型LCD半穿透反射式LCD背光源采用熒光燈管
背光源采用發(fā)光二極管(LED)
顯示器主要性能指標顯示屏尺寸:以對角線長度度量,如,15吋,17吋,19吋,21吋屏幕橫向與縱向的比例普通屏:4∶3寬屏:16∶10,或16∶9顯示分辨率整屏可顯示像素的最大數(shù)目,分辨率越高,圖像越清晰表示:水平像素個數(shù)×垂直像素個數(shù)例:1920×1200,1280×1024,1024×768,800×600,640×480在顯卡的控制下,屏幕分辨率是可變的,有多種不同的顯示分辨率(顯示模式)可供選擇畫面刷新速率畫面每秒鐘更新的次數(shù)。刷新速率越高,圖像穩(wěn)定性越好顯示器主要性能指標可顯示顏色數(shù)目一個像素點可顯示多少種顏色,由表示這個像素的二進位位數(shù)確定。彩色顯示器的彩色是由三基色R、G、B合成而來,描述R、G、B亮度值的二進位位數(shù)之和(像素的深度)確定了可顯示的顏色數(shù)目——2n輻射和環(huán)保:顯示器要達到TCO認證的電磁輻射標準,保證人體安全、防止信息瀉漏和節(jié)約能源.點距像素點之間的距離,點越小,屏幕上的圖像越細膩,分辯率越高,圖象越清晰。顯示器主要性能指標點距像素點之間的距離像素的顏色數(shù)目一個像素可以顯示出的顏色數(shù)量,由表示一個像素顏色編碼的二進制數(shù)的位數(shù)決定.例如,4位二進制數(shù)可以表示16種顏色.輻射和環(huán)保顯示器刷新屏幕掃描過程中,在屏幕上應該顯示圖象的地方,電子束撞擊磷光物質(zhì)。電子束的強度也會變化以產(chǎn)生不同亮度。因為磷光很快就會消失,所以電子束必須持續(xù)地掃描屏幕以保持圖象——就是重繪屏幕,或者稱為刷新屏幕。它與圖像內(nèi)容的變化沒有任何關(guān)系,即便屏幕上顯示的是靜止圖像,電子槍也照常更新。
現(xiàn)在的大多數(shù)CRT顯示器已達到85Hz左右的理想刷新率(也稱為垂直掃描頻率)。刷新率太低會引起屏幕閃爍,引起眼部疲勞。刷新率越高圖像的穩(wěn)定性越好,對眼睛越好。顯示器期望的刷新率必須與顯卡提供的刷新率匹配,否則用戶將看不見圖象,也會損壞顯示器2.顯示控制器(顯卡)顯示卡作用:控制和生成文字和圖形在顯示器屏幕上的輸出。負責將CPU需要輸出的圖形和文字轉(zhuǎn)換成顯示器可接受的點陣格式,然后送至顯示器,并在屏幕上產(chǎn)生用戶可見的圖象。兩種芯片NVIDIA(英偉達)ATI(AMD)顯示卡(顯示控制器,顯示適配卡)組成
顯示控制電路負責對顯示卡的操作進行控制(例如對顯示器進行控制,掃描、同步、刷新)。顯示存儲器(VRAM)存儲屏幕上所有像素的顏色信息(GPU生成的圖像數(shù)據(jù))。屏幕每次刷新時將其讀出并轉(zhuǎn)換成模擬信號,送到顯示屏幕去顯示接口電路負責顯示卡與CPU和內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸。-繪圖處理器(圖形加速芯片)
有一組可高速執(zhí)行的適用于圖形處理指令,如數(shù)據(jù)塊傳遞、基本圖形繪制、區(qū)域填色、圖案填充、圖形縮放、顏色轉(zhuǎn)換等,加快圖形操作速度。負責在顯存中生成需要顯示的圖像
顯示卡、監(jiān)視器與CPU、內(nèi)存的關(guān)系PCI總線CPU芯片組內(nèi)存主機接口視頻輸出接口顯示卡顯示器監(jiān)視器顯示存儲器(VRAM)繪圖處理器顯示卡顯示控制電路聲卡網(wǎng)卡用于存儲屏幕上每個像素的顏色信息等(容量為64MB、128MB甚至更高)視頻輸出接口負責對顯示卡的操作進行控制
一種專用的高速繪圖處理器,負責在顯存中生成需要顯示的圖像
兩種高速接口:1AGP接口2PCI-E接口S-Video接口DVI接口VGA接口繪圖處理器顯示卡與主存之間傳送數(shù)據(jù)的方式通過AGP端口(淘汰)
AGP端口:加速圖形端口,也是一種接口規(guī)范。將主存和顯示存儲器直接連接,數(shù)據(jù)寬度32位或64位,時鐘頻率133MHz,最高傳輸速率533MB/s或1GB/s??梢栽谄胀娔X上以更快的速度顯示3D圖形?,F(xiàn)在越來越多的顯卡采用性能更高的PCI-E接口通過PCI總線
PCI總線:數(shù)據(jù)寬度32位或64位,時鐘頻率33MHz,最高傳輸速率達133MB/s(32位數(shù)據(jù)寬度)或266MB/s(64位數(shù)據(jù)寬度)。顯卡的性能指標繪圖處理器(圖形引擎)類型顯存容量128MB~2GB,大多采用DDR2,GDDR3或GDDR4存儲器組成主機接口AGP4x,8x(AGP2.0規(guī)格中,有4x的工作模式,數(shù)據(jù)傳輸率為1064MB/s
,AGP8x總帶寬大約在2.1GB/s。)PCI-Ex16(4GB/s)顯示器接口:VGA接口(D-Sub接口):模擬接口DVI接口:數(shù)字接口HDMI全高清多媒體接口(以無壓縮方式傳送1920x1200的數(shù)字視頻信號和5.1聲道音頻信號)VGA接口DVI接口HDMI接口如何選購顯卡?集成顯卡還是獨立顯卡?哪一種繪圖處理器(GPU)?多大容量的顯示存儲器?哪一種接口的顯卡(AGP、PCI-E)?
決定的因素是:用途、價格、······
原則:夠用就好!顯卡的發(fā)展由于3D游戲大量出現(xiàn)和硬件價格迅速下降,現(xiàn)在顯示卡一般都采用具有3D功能的繪圖處理器(GPU)芯片,使得游戲能取得更為逼真的效果目前流行的GPU芯片:nVIDIA公司:GeForceFX5200、GeForceFX5700、GeForceFX5900、GeForceFX6800、GeForce8800GTAMD公司的ATI系列:Radeon9600、Radeon9700、Radeon9800、RadeonX800系列等功能:帶有專用的幾何圖形加速器采用硬件來完成諸如3D造型、Z緩沖、紋理映射、明暗處理、透明色處理、反鋸齒、透視校正等繪制操作和特殊效果處理打印機打印機概述打印機作用
輸出設備,能把程序、數(shù)據(jù)、字符、圖形打印在紙上。打印機類型
針式打印機激光打印機 噴墨打印機1.針式打印機(點陣式)
類型:
擊打式打印機。優(yōu)點耗材成本低,能多層套打,適合于票據(jù)打印缺點打印質(zhì)量不高,工作噪聲很大應用銀行、證券、郵電、商業(yè)等領(lǐng)域用于打印存折和票據(jù)等工作原理打印頭負責打印,需要安裝色帶工作原理圖激光打印機類型:屬于非擊打式打印機原理:激光技術(shù)與復印技術(shù)的結(jié)合優(yōu)點:分辨率較高,打印質(zhì)量好速度高,噪聲低價格適中缺點:彩色輸出價格還比較高接口:過去是并行口,目前流行使用USB接口應用:辦公室和家庭應用進紙卷軸出紙卷軸碳粉夾激光器感光鼓控制電路激光打印機的組成打印機激光打印機的組成控制系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)和電子照相系統(tǒng)控制系統(tǒng):
包括激光掃描控制和電子照相系統(tǒng)控制,緩沖存儲器和接口控制。完成接受和處理主機的各種命令和數(shù)據(jù)及向主機報告打印狀態(tài)。激光掃描系統(tǒng)(激光器、旋轉(zhuǎn)反射鏡、聚焦透鏡)
它的作用是使激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)調(diào)制后,變成載有字符和圖形信息的激光束,該激光束經(jīng)掃描偏轉(zhuǎn)裝置在感光鼓上掃描,計算機輸出的字符和圖形就以不同密度的電荷分布記錄在感光鼓表面,以靜電形式形成“靜電潛像”
電子照相系統(tǒng)(感光鼓)
使帶有“靜電潛像”的感光鼓接觸帶有不相同極性電荷的干墨粉,鼓面原被激光照射的部分,將吸附墨粉,便顯影出圖像。該圖像轉(zhuǎn)印到紙上,經(jīng)紅外線熱輻射定影,使分子滲透到紙纖維中固定工作原理電子照相偏轉(zhuǎn)裝置
感光鼓紅外線熱輻射定影調(diào)制驅(qū)動電路激光器潛像紙輸入打印輸出1001101……調(diào)制電壓激光打印機工作原理調(diào)制激光束計算機輸出的“0”和“1”信號加調(diào)制驅(qū)動電路D/A轉(zhuǎn)換電光轉(zhuǎn)換不斷旋轉(zhuǎn)的反射鏡把經(jīng)過調(diào)制的激光束反射到感光鼓(硒鼓)上硒鼓表面被激光照射產(chǎn)生電荷而吸附炭粉,從而生成輸出圖像的潛像將墨粉印在紙上紙被加熱加壓后,墨粉將固定在紙面上調(diào)制電壓激光打印機工作原理
電子照相
偏轉(zhuǎn)裝置
感
光
鼓紅外線熱輻射定影調(diào)制驅(qū)動電路激光器激光器激光束潛像紙輸入打印輸出1001101……調(diào)制電壓將墨粉印在紙上紙被加熱加壓后,墨粉將固定在紙面上硒鼓表面被激光照射產(chǎn)生電荷而吸附炭粉,從而生成輸出圖像的潛像不斷旋轉(zhuǎn)的反射鏡把經(jīng)過調(diào)制的激光束反射到感光鼓(硒鼓)上打印內(nèi)容激光打印機工作原理工作流程硒鼓旋轉(zhuǎn),齒輪送紙旋轉(zhuǎn)反射鏡反射經(jīng)過調(diào)制的激光束鼓表面被激光照射產(chǎn)生電荷而吸附炭粉炭粉印在紙上紙被加熱加壓噴墨打印機類型:非擊打式打印機,大多為彩色打印優(yōu)點:可以打印近似全彩色圖像,經(jīng)濟,效果好,低噪音,使用低電壓,環(huán)保缺點:墨水成本高,消耗快應用:家庭及辦公墨盒彩色噴墨打印機大多帶有一個黑色墨盒和一個彩色墨盒(三色、四色、五色、六色等)噴墨打印機特點非擊打式打印機。大都為彩色噴墨打
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