🗊Презентация Видеосистема ПК

Видеосистема ПК состоит: Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления яркостью лучей и синхросигналы строчной и кадровой развёрток. Монитор формирует (отображает) изображение. Дисплей (англ. Display – показывать) – устройство визуального отображения информации. Программное обеспечение(драйверы видеосистемы). выполняют кодирование и декодирование сигналов, координатные преобразования, сжатие изображений и др.

Монитор Монитор – устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры. В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) или плоские мониторы на жидких кристаллах (ЖК).

Классификация видов дисплеев по принципу работы

По физическим принципам формирования изображения мониторы можно подразделить на: 1) мониторы на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) или вакуумного кинескопа (LD, CRT (Cathode Ray Tube) – катодно-лучевая трубка); 2) жидкокристаллические экраны (LCD – Liquid Crystal Display).

ЭЛТ монитор Изображение на экране ЭЛТ монитора создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов). Система управления пучком заставляет пробегать его построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно яркость свечения точки люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора, так как люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра.

На противоположной стороне трубки расположены три (по количеству основных цветов) электронные пушки. Все три пушки "нацелены" на один и тот же пиксел, но каждая из них излучает поток электронов в сторону "своей" точки люминофора. Чтобы электроны беспрепятственно достигали экрана, из трубки откачивается воздух, а между пушками и экраном создаётся высокое электрическое напряжение, ускоряющее электроны. Перед экраном на пути электронов ставится маска — тонкая металлическая пластина с большим количеством отверстий, расположенных напротив точек люминофора. Маска обеспечивает попадание электронных лучей только в точки люминофора соответствующего цвета.

Величиной электронного тока пушек и, следовательно, яркостью свечения пикселов, управляет сигнал, поступающий с видеоадаптера. На ту часть колбы, где расположены электронные пушки, надевается отклоняющая система монитора, которая заставляет электронный пучок пробегать поочерёдно все пикселы строчку за строчкой от верхней до нижней, затем возвращаться в начало верхней строки и т.д.

Дисплеи на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) Под воздействием электрических полей в «электронной пушке» разгоняется поток электронов. Далее при помощи электромагнитных полей пучок отклоняется в нужную сторону. Затем, проходя через апертурную решётку, этот поток фокусируется, доходит до экрана и заставляет светиться маленькое пятнышко люминофора (зерно экрана) с яркостью, пропорциональной интенсивности пучка. Так работают монохромные устройства. В цветных мониторах зерно экрана составляют три пятнышка люминофора разного цвета (красного, зелёного и синего) и потоки электронов посылаются тремя «пушками», причём электронный луч для каждого цвета должен попадать на свой люминофор.

Как образуются цвета современного дисплея?

История жидких кристаллов

ЖК монитор LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.

Жидкокристаллические мониторы СОСТАВ ЖК-монитора ЖК-панель Источник света (флуоресцентные лампы: 1-4 шт.) Блок управляющей электроники ЖК-дисплеи (мониторы на основе жидких кристаллов) используют свойства веществ, называемых жидкими кристаллами. ЖК представляют собой органические вещества, находящиеся в промежуточном состоянии (мезофазе) между жидкой и твёрдой фазами. Связи между молекулами кристалла в этом состоянии достаточно слабы, и структура кристалла может быть легко изменена, например, под воздействием электрического поля. Вместе со структурой кристалла изменяются и его оптические свойства, такие как коэффициент преломления и коэффициент поляризации, что позволяет получать с помощью жидких кристаллов как монохромное, так и цветное изображение.

Важнейшие характеристики ЖК мониторов: Разрешение: горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселах. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно, "родное", физическое разрешение, остальные достигаются интерполяцией. Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселов. Непосредственно связан с физическим разрешением. Соотношение сторон экрана(формат): Отношение ширины к высоте, например: 4:3, 16:9, 16:10. Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:10 при одинаковой диагонали. Контрастность: отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки, приведенная для них цифра контрастности не относится к контрасту изображения. Яркость: количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр. Время отклика: минимальное время, необходимое пикселу для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны. Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц считается по-разному, и часто сравнению не подлежит. Тип матрицы: TN+film, IPS и MVA. Входы: (напр, DVI, VGA, LVDS, S-Video и HDMI).

Типы матриц ЖК мониторов: TN+film (Twisted Nematic + film) Часть "film" в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно - от 90° до 150°). TN + film - самая простая технология. К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц. IPS (In-Plane Switching) Технология In-Plane Switching была разработана компаниями Hitachi и NEC и предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Однако, хотя с помощью IPS удалось добиться увеличения угла обзора до 170°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне. На настоящий момент матрицы, изготовленные по технологии IPS единственные из ЖК-мониторов передают полную глубину цвета RGB (24 бита, по 8 бит на канал, в отличие от остальных матриц, передающих только по 6 бит на канал). *VA(Vertical Alignment) MVA — Multi-domain Vertical Alignment. Эта технология разработана компанией Fujitsu и теоретически является оптимальным компромиссом практически во всех областях. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160°(на современных моделях мониторов 176—178 градусов), время отклика примерно в 2 раза меньше, чем для матриц IPS, а цвета отображаются гораздо более точно, чем на старых TN+Film. MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Достоинствами технологии MVA являются небольшое время реакции, глубокий черный цвет и отсутствие, как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля. Недостатки MVA в сравнении с IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения. Аналогами MVA являются технологии: -PVA(Patterned Vertical Alignment) от Samsung. -Super PVA от Samsung. -Super MVA от CMO. Матрица MVA/PVA считается компромиссной между TN и IPS, как по цене, так и по потребительским качествам.

Основные пользовательские характеристики: Размер экрана по диагонали. Измеряется в дюймах. Имеются 14", 15", 17", 21" и др. мониторы. Размер зерна экрана — расстояние в миллиметрах между двумя соседними люминофорами одного цвета. Меньший размер зерна соответствует более резкой и контрастной картинке, создавая общее впечатление чистоты цвета и чёткого контура изображения. У мониторов разного типа размер зерна экрана может находиться в пределах от 0,18 до 0,50 мм. Наиболее оптимальными для восприятия считаются мониторы с зерном экрана от 0,24 до 0,28 мм. Разрешающая способность — число пикселей (точек экрана) по горизонтали и вертикали. Эта характеристика определяет контрастность изображения. Она зависит от размера экрана и размера зерна экрана, но может изменяться (в определённых пределах) с помощью программной настройки.

Взаимосвязь размера экрана, размера экрана и разрешения экрана

Основные пользовательские характеристики: Число передаваемых цветов. Начиная со стандарта VGA, любой монитор способен отображать столько цветов, ско­лько обеспечивает видеокарта, вернее, объём памяти видеокарты. Частота кадровой развёртки (скорость регенерации эк­рана, частота синхронизации) — это число изображений на экране монитора, перерисовываемых лучом электронной трубки за единицу времени. Данный параметр показывает, с какой скоростью обновляется изображение на экране. Измеряется в герцах. Соответствие стандартам безопасности. Поскольку при работе за компьютером наибольшее внимание уделя­ется пользователем именно изображению на экране дисп­лея, а ЭЛТ-монитор, как любой телевизор, излучает электромагнитные волны во всех диапазонах — от частоты развёртки кадров (50-100 Гц) до рентгеновского, то здоро­вья это не добавляет. И если от телевизора можно отодвинуться, то при работе с компьютером возникают проблемы. Поэтому были разработаны мониторы с внутренним экранированием и пониженным уровнем излучения (LR — Low Radiation). Позже были приняты стандарты на допустимый уровень излучения монитора — MPR II и ТСО'92. Глазу вредят и блики — отражение от экрана посторонне­го света. Специальное антибликовое покрытие хороших мониторов поглощает отражённый свет. Снизить излучение и отражение можно, навесив на монитор специальный экран.

Видеокарта

Задачи, решаемые видеокартой Преобразование SCAN-кода символов в их изображение (отображение текста). Преобразование цифровой модели изображения в набор аналоговых для VGA-монитора или цифровых для DVI-монитора сигналов. Обсчет фигур в двухмерной графике (2D Graphics). Обработка объемных изображений (трехмерная графика – 3D Graphics) в компьютерных играх. 3D: две пространственные координаты для каждого пикселя, третья характеризует удаленность объекта от наблюдателя. Строится каркас объемной модели, который обтягивается текстурой. Видеокарта реализует игровые спецэффекты: сглаживание контуров изображения – полноэкранное сглаживание (FullScreen Anti-Aliasing, FSAA), позволяющее убрать излишнюю «зубчатость» изображения имитация «живых» поверхностей (тумана, пламени, тени, отражения в зеркале, дрожащего на ветру листа, волнистой глади озера и т.д.) – благодаря поддержке пиксельных шейдеров. Шейдеры – сглаженные углы на стыках полигонов, образующих объемную поверхность; устранение эффекта «лесенки» на наклонных плоскостях – анизотропная фильтрация, поддерживаемая на аппаратном уровне.

Состав видеоадаптера Видеопроцессор (графический процессор, Graphics Processor) ЦП формирует цифровые данные об изображении, которые из ОП поступают в видеопроцессор. Видеопроцессор формирует изображение по командам ЦП Графический ускоритель Графический сопроцессор Видеопамять