67617

Видеомониторы и видеоадаптеры. Типы видеосистем

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

В общем случае видеосистема (дисплей) ПЭВМ включает монитор, преобразующий сигналы от ПЭВМ в изображение на экране в темпе их поступления без запоминания и обработки; и видеоконтроллер для обработки, передачи данных и согласования интерфейсов.

Русский

2014-09-12

77.5 KB

4 чел.

Видеомониторы и видеоадаптеры

1. Типы видеосистем

В общем случае видеосистема (дисплей) ПЭВМ включает монитор, преобразующий сигналы от ПЭВМ в изображение на экране в темпе их поступления без запоминания и обработки; и видеоконтроллер для обработки, передачи данных и согласования интерфейсов. В ПЭВМ применяются три основных типа построения видеосистемы:

1) ее электронные схемы без монитора входят в состав системного блока ПЭВМ и в качестве экранного ОЗУ используют основную память ПЭВМ;

2) ее электронные схемы без монитора входят в состав системного блока ПЭВМ и имеют отдельное экранное ОЗУ;

3) все ее электронные схемы и монитор выполняются в виде отдельного устройства, связанного с ПЭВМ стандартным интерфейсом.

Возможны также различные комбинации типов.

Дисплеи ПЭВМ классифицируются по ряду признаков:

 по виду отображаемой информации: алфавитно-цифровые, графические и комбинированные;

 по способу формирования изображения графические дисплеи ПЭВМ делятся на векторные и растровые;

 по способу поддержания изображения: с регенерацией и запоминанием изображения в специальных электронных трубках;

 по способу сопряжения монитора с адаптером: композитные и RGB-дисплеи. В RGB-дисплеях сигналы яркости основных цветов передаются от адаптера к монитору по трем отдельным проводам, а в композитных все три сигнала яркости подаются в монитор по одному проводу, где затем разделяются;

 по виду управления: цифровые и аналоговые. В цифровых дисплеях по одному сигналу включается только один уровень яркости. В аналоговых дисплеях яркость и цвет любой точки пропорциональны уровню напряжения управляющего аналогового сигнала. Аналоговые дисплеи поддерживают больше цветов, чем цифровые.

В ПЭВМ обычно применяются растровые монохромные или цветные видеомониторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). По виду сигнала управления такие видеомониторы, как CGA и EGA, являются цифровыми, а видеомониторы PGA, VGA, SVGA - аналоговыми. Цветной универсальный монитор Multisync может настраиваться на цифровой или аналоговый сигнал управления.

2. Видеоадаптеры

Видеоадаптеры (дисплейные процессоры) представляют собой специализированные процессоры с собственным набором команд, специфическими форматами данных и собственным счетчиком команд.

Алфавитно-цифровые видеоадаптеры, так же как и принтеры, имеют ПЗУ для хранения постоянного знакогенератора и ОЗУ - для переменного знакогенератора. Страница текста, отображаемая на экране, записывается в видеопамять и координаты каждого символа однозначно определяются его местонахождением в видеопамяти.

Графические видеоадаптеры разделяются на адаптеры с произвольным сканированием и адаптеры растрового типа.

2.1. Графические видеоадаптеры точечные

Графические видеоадаптеры с произвольным сканированием разделяются на точечные и векторные. В точечных дисплеях любая картинка рисуется из отдельных точек, координаты которых в произвольном порядке задаются в графическом файле. В векторных дисплеях изображение составляется из отдельных векторов, которые задаются в файле координатами начальных и конечных точек.

Для управления точечными дисплеями используются два типа команд: команда рисования точки и команда безусловного перехода. При выполнении каждой команды рисования луч перемещается от точки к точке по указанным в команде координатам, активизируя их. Последней командой графического файла является команда безусловного перехода на начало файла, что обеспечивает регенерацию изображения. При такой организации вычислений адаптер содержит два ЦАП, которые преобразует цифровые координаты точки в напряжения отклонения луча ЭЛТ по координатам X и Y (рис. 16.1).

Основным недостатком точечных графических адаптеров является то, что координаты каждой точки вычисляются ЦП. От этого недостатка свободны векторные адаптеры.

2.2. Графические видеоадаптеры векторные

В векторных графических адаптерах команды начальной и конечной точки вектора вычисляются ЦП, а рисование векторов осуществляется автоматически специальным блоком - генератором векторов или генератором напряжения развертки (рис. 16.2).

Для задания координат начала и конца вектора используются абсолютные или относительные координаты. Если используются относительные координаты, то в структуре адаптера добавляется сумматор для сложения базовых координат с относительными. В таких адаптерах используются команды следующего типа: загрузить Х; загрузить Y и переместить луч в позицию Х, Y; загрузить Y, переместить луч в позицию X,Y и нарисовать точку; загрузить Y и нарисовать вектор от начальной до конечной точки; безусловный переход.

Если адаптер работает в абсолютных координатах, то ЦП сильно загружен в режиме редактирования или перемещения изображения.

2.3. Графические видеоадаптеры растровые

Графические адаптеры растрового типа позволяют создавать изображение с непрерывным уровнем яркости, т.к. вывод содержимого видео-ЗУ на экран всегда производится с постоянной частотой и обеспечивается одинаковая яркость для векторов разной длины. Адаптеры такого типа обладают отсутствием мерцания, возможностью наложения изображения из видео-ЗУ на стандартное телевизионное изображение от телекамеры или видеомагнитофона.

В растровых адаптерах каждая точка изображения вычисляется и записывается в видео-ЗУ. Такое ЗУ должно быть большой емкости и его быстродействие должно быть соизмеримо с работой монитора. Графический файл преобразуется сначала в векторный, где осуществляется масштабирование и перемещение изображения, а затем векторный файл преобразуется в растровую форму, где каждый вектор заменяется последовательностью пиксель, записываемых в видео-ЗУ. С учетом этого в структуре растровых адаптеров выделяют два процессора - векторный и растровый (рис. 16.3).

Растровый графический процессор работает под управлением своей программы. Входными данными для него являются команды, записанные в ОЗУ ДФ и описывающие вектора, которые программным или аппаратным способом должны быть преобразованы в пикселы. Вычисленные точки вектора между его начальными и конечными точками записываются в видео-ЗУ. Видеоконтроллер формирует видеосигналы на видеомонитор, для чего производится периодический опрос ячеек видео-ЗУ. РГП выполняет также кодирование изображения - вычисление пиксель по полученному списку векторов, определяющему небольшую часть изображения (окно), которое можно перемещать по экрану. В связи с этим РГП должны обладать большим быстродействием.

Для черно-белых адаптеров для задания атрибутов пиксела отводится один бит, если он установлен, то это означает черный цвет.

Для создания тонового черно-белого изображения видео-ЗУ имеет несколько плоскостей, число которых определяется количеством градаций черно-белого тона. Разрядность задания атрибутов пикселя n и число градаций тона L связаны между собой соотношением n=log2L. Считанный из видео-ЗУ двоичный код пикселя преобразуется на ЦАП в напряжение, соответствующее требуемому уровню тона.

3. Способы формирования цветного изображения

Цветные изображения могут быть получены двумя способами. Первый способ основывается на первичной форме изображения в графическом файле с постоянно заданным цветом. В ячейки видео-ЗУ записываются все атрибуты цвета, например, красный (R), синий (B) и зеленый (G) цвет. Затем двоичные коды интенсивности каждого цвета преобразуются ЦАП в уровни напряжения (рис. 16.4, а). Для простого изображения достаточно иметь три слоя атрибутов пиксела. Цвет изображения можно поменять, только изменив графический файл.

Второй способ позволяет выводить цветные изображения с изменяемым цветом. В состав видеоконтроллера вводится специальное ЗУ, в котором записывается таблица цветов (рис. 16.4, б). Каждый пиксель содержит адрес этой таблицы. Меняя адреса таблицы цветов можно изменить цвет изображения.

Рис. 16.4. Способы формирования цветных изображений

а

Рис. 16.3. Структура графического адаптера растрового типа:

ВГП - векторный графический процессор; РГП - растровый графический процессор; ОЗУ ДФ - ОЗУ дисплейного файла; ВК - видеоконтроллер

ЦП

Рис. 16.2. Структура графического адаптера с произвольным сканированием

векторного типа:

СМ - сумматор, ГВ - генератор векторов

Рис. 16.1. Структура графического адаптера с произвольным сканированием точечного типа: РгК - регистр команд, СчК- счетчик команд, Ф- фильтр, БУ - блок управления, БУЛ - блок управления лучом


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74000. СССР во 2-й половине 50 - 1-й половине 80-х гг. XX в. От попыток либерализации к всеобщему кризису 22.46 KB
  Первые послевоенные годы принесли мало изменений в функционирование политической системы СССР. Будучи отражением реальной потребности в мобилизации сил для быстрого завершения восстановительных работ централизация в то же время подошла к своему пределу за которым она теряла всякую эффективность что отчетливо проявилось в нарастании кризисных явлений во всех сферах жизни СССР в начале 50х гг. Все это подводило руководящие круги СССР к осознанию необходимости преобразований.
74001. Основные направления и этапы внешней политики СССР в годы «холодной войны» 19.09 KB
  Основные направления и этапы внешней политики СССР в годы холодной войны. Победа СССР в войне значительно изменило его международное положение. СССР принял участие в создании ООН где ему было определено место одного из постоянных членов Совета безопасности.президент США сформулировал доктрину Трумена меры против экспансии СССР.
74002. Перестройка 1985 – 1990 годов 22.31 KB
  Именно эти меры положили начало развалу политической системы СССР поскольку именно партийная вертикаль обеспечивала реальное функционирование политической системы; советские органы были властью сугубо номинальной а потому оказались не готовы к выполнению возложенных на них полномочий. когда оппозиции удалось добиться отмены 6й статьи Конституции СССР закрепляющей особую роль КПСС в государственной системе СССР и внушительного представительства в ряде...
74003. Становление новой российской государственности в 1990-е годах 18.55 KB
  Распавшийся Советский Союз оставил весьма сложное наследство России в виде экономического кризиса всеобщего социального недовольства и наконец отсутствия реальной российской государственности. В условиях краха умеренной и консервативной моделей периода перестройки вполне естественной была победа весьма радикальной для России концепции демократического либеральнорыночного государства с ориентацией на западные страны. В принципе основные направления реформ к моменту их осуществления в России были уже испытаны в ряде государств Восточной...
74004. Основные этапы развития исторической науки в России XVIII – начале XX веков 20.07 KB
  Главною заслугою Миллера было собирание материалов по русской истории; его рукописи так наз. И исследования Миллера имели значение он был одним из первых ученых заинтересовавшихся позднейшими эпохами нашей истории им посвящены его труды: Опыт новейшей истории России и Известие о дворянах Российских. видное место трудами по русской истории занял и М.
74005. Основные этапы развития советской исторической науки 23.2 KB
  Начало новому этапу в развитии марксистской исторической мысли положили труды В. И. Ленина. Особенно большое значение для И. имела разработка Лениным теоретико-методологических основ общественных наук (в том числе исторической науки)...
74006. Влияние колониальной эксплуатации на традиционное общество в Индии в XIX – начале ХХ веках 23.77 KB
  Влияние колониальной эксплуатации на традиционное общество в Индии в XIX – начале ХХ вв. Заключительным этапом средневековой истории Индии стало возвышение на ее севере в начале XVI в. Власть моголов в Индии укрепилась в годы полувекового правления Акбара 14521605 завоевавшего Бенгалию а вместе с ними и выход к морю. Таким образом в Индии XVIXVII вв.
74007. Кризис традиционной японской цивилизации в период сегуната Токугава(1603 - 1867) 20.34 KB
  Кризис традиционной японской цивилизации в период сегуната Токугава1603 1867 Политическое объединение Японии в начале XVII в. Однако объединение страны носило несколько условный характер так как в Японии продолжали существовать более 200 княжеств которые обладали известной степенью автономии. В Японии периода Токугава крупных городов насчитывалось семнадцать среди которых особое положение занимали Эдо Осака. С установлением власти Токугава в Японии широкое распространение получили конфуцианские идеи в интерпретации философа Чжу Си.
74008. Версальско-вашингтонская система международных отношений: становление, эволюция, кризис 32.17 KB
  Вильсон выступал за умеренность в требованиях к Германии, желая не допустить превосходство одной из них в Европе. Соединённые Штаты стремились усилить своё влияние в Европе. Именно с этой целью Вильсон предложил включить в Версальский договор статьи о создании Лига Наций