1、計算機圖形顯示技術主講：1 隨機掃描 線段法字符產生器數字5的分解產生數字5的波形2 光柵掃描顯示系統文字顯示系統圖形顯示器電腦顯示驅動卡3 光柵掃描顯示系統光柵掃描又稱為電視掃描其工作過程是：電子束受偏轉部件的控制，不斷從左到右、從上到下將圖像逐行逐點的掃描到顯示屏上，通過控制電子束的強弱產生黑白灰度等級或彩色的圖像整個顯示屏面掃描線為 行，每一行又可以分為 個小點。這樣，整個屏面為 個點陣，每個小點稱為像素4 光柵掃描顯示系統光 柵 掃 描 繪 圖 過 程5 光柵掃描顯示系統光柵掃描系統優點6 光柵掃描顯示系統光柵掃描系統缺點光柵掃描的速度不如隨機掃描光柵掃描顯示要求提供視頻信息，而計算機

2、處理的結果往往是直線、曲線和字符指令數據。將這些指令數據轉換成適合光柵掃描體制的視頻信息，就需要進行掃描變換掃描變換的方式有兩種：數字方式和模擬方式。在計算機顯示系統中，采用數字方式7 光柵掃描顯示系統光柵掃描顯示從功能上分為文字（包括漢字）、圖形和圖像顯示3種類型文字顯示多用于計算機終端、自動化管理方面圖形顯示（含文字顯示）多用于計算機圖形顯示系統、自動化管理、過程控制，以及計算機輔助設計等方面圖像顯示往往與圖形顯示兼容，多用于圖像傳輸、圖像處理，以及電視圖像顯示等方面8 光柵掃描顯示系統 文字顯示系統文字顯示顯示器能向計算機輸入各種數據，并進行顯示，還能對顯示的內容進行編輯和指示工作文字顯

3、示器畫面上所顯示的文件內容，一方面可以來自計算機的處理結果，另一方面可能來自“人-機”交互裝置9 光柵掃描顯示系統 文字顯示系統CPU將要顯示字符的ASC值及屬性值送入刷新緩沖區，其中第一個字節用來保存字符的ASC碼值，第二個字節則是用來存放字符的屬性值(如前景色及背景顏色、閃爍等)然而，在顯示器上顯示的所有內容都是以點形式出現，所以必須把刷新緩沖區中保存的字符信息(每個字符兩個字節)轉換成可供顯示器直接使用的矩形點陣字符10 文字顯示系統移位寄存器S L字符發生器( ROM)加載控制水平消隱行間消隱垂直消隱水平同步電路垂直同步電路點振蕩器點計數器水平地址計數器光柵地址計數器垂直地址計數器定時

4、控制電路垂直同步信號水平同步信號字符時鐘代碼控制OSCVRAM19180+1819+5125+1視頻信號RA3 - RA011 文字顯示系統0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 00 1 0 00 1 0 10 1 1 01 1 1 10 1 1 10 0 1 110H28H44H82H82HFEH82H82H00H字符發生器( R O M )ASCII字符代碼84RA3 - RA0(a) “ A ”的點陣表示(b)字符發生器的結構(來自VRAM)(來自光柵地址計數器輸出)RA3 -RA0D7D0D7D0ASCII代碼(41H)指向這個字形12 光柵掃描顯示系統 圖形顯示系統文字顯示系統

5、的顯示格式是固定的，能夠顯示的文字或圖形符號的形態都預先存入字符庫中圖形顯示系統顯示的圖形是千變萬化的，不可能預先存入ROM中，而要實時生成畫面，其結構復雜顯示屏面像素點陣數是衡量光柵掃描顯示器分辨率高低的一項技術指標光柵掃描顯示的分辨率取決于顯像管器件13 光柵掃描顯示系統 圖形顯示系統圖形顯示組成框圖14 光柵掃描顯示系統 圖形顯示系統圖像存儲器圖像存儲器存放的是彩色或輝度等級的顯示畫面，器讀寫規律是一次加工寫入，重復刷新讀出顯示圖像存儲器的容量大小和屏面像素、顯示彩色種類、輝亮等級有關為使圖像存儲器能正常地存儲、緩沖和再生畫面的圖像，其讀出和寫入是交叉進行的15 光柵掃描顯示系統 圖形顯

6、示系統圖像存儲器圖像存儲器本身的參數有：地址、字長和讀寫周期存儲地址由畫面上的像素量和存儲器的結構方式來決定存儲字長由圖像存儲器每個像素上的信息量和存儲器結構方式來決定讀寫周期由光柵形成的時間決定16 光柵掃描顯示系統 圖形顯示系統假彩色技術計算機圖形顯示的彩色是由人工定義的，與自然界真實彩色完全不相同，稱之為假彩色它可以增強顯示效果和增加彩色顯示的數量它可由兩種方法實現：以只讀存儲器（EPROM）構成、以快速隨機存儲器（RAM）構成17 光柵掃描顯示系統 圖形顯示系統以只讀存儲器（EPROM）構成在任何輸入像素的輝度等級上進行3個獨立的變換R、G、B等3種變換函數分別固化在只讀存儲器中函數存

7、儲器輸出經D/A變換，放大分別驅動R 、G、B等3個輝亮信號18 光柵掃描顯示系統 圖形顯示系統以快速隨機存儲器（RAM）構成RAM中存放所需要顯示的彩色數值和占用地址空間的多少決定可在顯示屏上能同時顯示的彩色數量彩色圖地址數據來自圖像存儲器RAM中讀出的像素值19 光柵掃描顯示系統 圖形顯示系統掃描同步控制（顯示控制器）光柵掃描分為逐行掃描和隔行掃描逐行掃描適合文字和線條圖形的顯示，以取得高質量的顯示效果掃描方式由同步控制工作的，特別是讀取畫面存儲器中的顯示畫面，必須和掃描同步光柵掃描顯示的視頻輸出信號占多少，適當地組織圖像存儲器的掃描讀出，易實現多屏擴展、一機多畫面顯示，發揮岡山掃描的優點

8、20 電腦顯示驅動卡華碩顯示卡AGP-V8200 Ti500 Series AGP-V7700DeluxeTV 21 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡顯示卡主要是由顯示芯片、顯示內存、顯示BIOS(VIDEO BIOS)、RAM DAC等構成22 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理應用程序發出繪圖命令解析成顯示處理器可接受命令格式存放在刷新存儲器中刷新存儲器中所有的繪圖命令組成一個顯示文件由顯示處理器負責解釋執行(刷新)視頻控制器控制驅動電子槍在屏幕上繪圖修改圖形，實際是修改顯示文件中的某些繪圖命令 23 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理顯示主芯片顯卡的核心，俗稱GPU 代替CP

9、U完成部分圖形處理功能，掃描轉換、幾何變換、裁剪、光柵操作、紋理映射等等各圖形函數基本上都集成在這里24 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理刷新緩沖存儲器(VRAM)也稱視頻存儲器(VIDEO RAM)或顯示存儲器存儲將要顯示的圖形信息保存圖形運算的中間數據他與顯示主芯片的關系，就像計算機的內存之于CPU一樣25 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理刷新緩沖存儲器(VRAM)用來存儲要顯示內容的屬性值，刷新存儲器容量的大小，直接影響顯示器所能顯示的顏色數和分辨率屏幕上看到的圖像數據都是存放在顯存里的，顯卡達到的分辨率越高，在屏幕上顯示的像素點就越多，要求顯存的容量就越大26 光柵掃描

10、顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理刷新緩沖存儲器(VRAM)所用存儲器的類型直接影響顯示系統的顯示速度和性能VRAM 與DRAM相似，它們的不同之處是：DRAM芯片只有一個數據口，通過這個口又要讀又要寫，而VRAM芯片的讀寫口是分開的，所以它的速度快些現在一些高檔的顯示卡上都安裝了SGRAM的顯示內存，這是專門為顯示卡設計的，其速度要比用做計算機內存的SDRAM還要快27 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理幀緩沖存儲器（Frame Buffer)作用：存儲屏幕上像素的顏色值也稱刷新存儲器(Refreshing Buffer)簡稱幀緩沖器28 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理幀緩沖存

11、儲器（Frame Buffer)幀緩存中單元數 目與顯示器上像 素的數目相同單元與像素一一 對應各單元的數值決定了其對應像素的顏色顯示顏色的種類與幀緩存中每個單元的位數有關29 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡位面技術顯存分成若干顏色的位平面（bit plane）各平面上相同位置的每一位和屏幕上的一個像素對應同一像素點在各位面占同一地址不同位面上同一像素地址中的內容決定像素的顏色30 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡位面技術色平面越多，可表達的色彩越豐富增加一個位面，色彩就增加一倍而存儲器寫操作程序無需重新計算新地址程序兼容性好31N位寄存器電子槍CRT光柵有N個位面的幀緩存2NDAC0100

12、0102N-1灰度等級寄存器藍色槍幀緩存DAC0001CRT光柵01DACDAC紅色槍綠色槍 位面技術32位面技術紅綠藍三個位面，組合成8種 顏色增加一個亮度位面，形成16 種顏色若有24個位面（每種基色8 個位面）可同時顯示(28)3 =224=16777216種顏色（24位真彩色）紅綠藍Black000Blue001Green010Cyan011Red100Magenta101Yellow110White111 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡33 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理RAMDAC視頻存儲數字模擬轉換器主要作用是把刷新存儲器中產生的像素的顏色值擴充為彩色混合值，然后轉換

13、成紅、綠、藍三路模擬彩色信號34 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理RAMDACRAM DAC就是將刷新存儲器中以二進制形式保存的數字型像素顏色屬性值讀出來，進行擴充變換成模擬顯示器能夠接收的彩色模擬信號，即將數字型彩色信號轉換成模擬型彩色信號，送給顯示器刷新屏幕內容35 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理VIDEO BIOSVIDEO BIOS里包含了顯示芯片和驅動程序間的控制程序、產品標識等信息這些信息一般由顯卡廠商固化在ROM芯片里，還存放了ASC碼字符集中字符和圖形的點陣VGA插座與顯示器相連，以便將顯示結果輸出到屏幕上36 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理總線接口

14、與主板連接的接口主要有ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等幾種ISA和EISA總線帶寬窄、速度慢，VESA總線擴展能力差，這三種總線已經被市場淘汰現在常見的是PCI和AGP接口37 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡工作原理顯示卡與顯示器連接插座顯示器與顯示卡的 連接插頭顯示方式數據線定義38 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡顯存容量分辨率M*N、顏色個數K與顯存容量V的關系3個位面分辯率是10241024的顯示器需要310241024（3145728）位的存儲器39 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡顯存容量若存儲器位長固定，則屏幕分辯率與同時可用的顏色種數成反比1兆字節的幀緩存若設分辯率為640480，則幀緩存每個單元可有24位，可能同時顯示224種顏色若設分辯率為1024768，則每個單元分得的位數僅略多于8，只能工作于256色顯示模式下40 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡顯存容量高分辨率和真彩要求有大的顯存1024*768真彩模式需要3M字節顯存解決方法采用查色表(Look-up Table）或稱彩色表(Color Table)41 光柵掃描顯示系統 電腦顯示驅動卡查色表（look up Table）是一維線性表，其每一項的內容對應一種顏色，它的長度由幀緩存單元的位數決定，例如：每單元有8位，則查色表的長度