第3章 多媒体信息的输入与输出

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2 显卡概述

显卡一般是一块独立的电路板，插在主机的主板上。 显卡接收由主机发出的控制显示系统工作的指令和显 示内容，然后通过输出信号控制显示器显示各种字符 和图形。
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根据CPU传来的数据，控制显示器上的每一个点的亮度和颜
色，使显示器描绘出高质量的图像。有了图形加速卡，使得 CPU可以空闲出更多的时间处理其他数据，达到加速效果。
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NVIDIA系列显示芯 片
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NVIDIA系列显示芯 片
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ATI系列显示芯片
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ATI系列显示芯 片
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3.1.8、显卡总线接口

显示卡必须与主板交换数据才能工作，因此必须把它插
在主板上才行，因而就必须有与之对应的总线接口(Bus
Interface) 。

显卡的总线接口类型主要有ISA总线接口、PCI总线接口、 AGP总线接口和AGP Pro总线接口和PCI-E等。
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3.1.4
主流显示芯片组
2．nVIDIA显示芯片 （1）Geforce FX系列
Geforce FX系列包括Geforce FX
5500和Geforce FX 5600两种芯片。
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Geforce FX 5500芯片
Geforce FX 5600芯片
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3.1.4
主流显示芯片组
2．nVIDIA显示芯片 （2）Geforce 6系列
Geforce 6系列显示芯片分为6200系
列、6600系列和6800系列。
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Geforce 6800芯片
Geforce 6600芯片
Geforce 6200芯片
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3.1.4
主流显示芯片组
2．nVIDIA显示芯片 （3）Geforce 7系列 Geforce 7系列是nVIDIA最新发布的 显示芯片，这块基于G 70核心的显示卡被 nVIDIA命名为Geforce 7800。
•显存同分辨率及色深的关系 显存>=分辨率*色深位数/8
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显示内存
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显示内存
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VGA BIOS

VGA BIOS里包含了显示芯片和驱动程序间的控制程序、产 品标识等信息，这些信息一般由显卡厂商固化在ROM芯片 里，这颗芯片就被称为VGA BIOS芯片。
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VGA BIOS
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3.1.2
显卡的基本结构
显示芯片 它是显示卡中最主要的部分，它决定了显示卡的类 型、档次和大部分性能。
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3.1.2
显卡的基本结构
2．显示内存 显示存储器是一种随机存储器。根据显示存储器
的功能，它也被称为帧缓冲器（Frame Buffer）、
视频存储器（Video RAM）或位图存储器（Bitmap
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3.1.3
显卡的主要性能指标
4．显示内存容量 显示内存(Video RAM)又称显存，显存与
系统内存的功能是类似的，显存用来暂存显
示芯片处理的数据，系统内存则用来存储
CPU处理的数据。其容量与存取速度将直接
影响显示的分辨率及其色彩位数。
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3.1.3
显卡的主要性能指标
4．显示内存容量 显示内存与系统内存的功能相似，用来 暂时存储显示芯片处理的数据。显示卡的分 辨率越高，屏幕上显示的像素点越多，所需 要的显示内存也就越大。
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3.1.2
显卡的基本结构
8．BIOS ROM BIOS ROM又称为基本输入输出系统。它是 一种特殊的存储芯片（ROM），存放生产厂家提 供的硬件图形加速芯片与驱动软件之间的输入、输 出逻辑控制程序，此外，还存放显卡的名称﹑型号
以及显示内存的信息等。BIOS的性能决定了显示
卡硬件与操作系统之间的配合程度，以及能否充分
数/模转 换器
R 输 G 出 B
接 口
读 显示控制器 BIOS ROM 同步信号
H V
总
线
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4 显示卡的作用
1．信息模式的转换
⑴ 并行数据信号转换为串行输出数据信号;
⑵ 数字信号转换为模拟信号。
2．显示信息的控制
显示卡发送到显示器的输出信号除含有模拟视频信号 外还含有许多控制信号。 3. 对图形函数进行加速
共享显示内存技术（DVMT），其图形核心
为256位，支持32位色深。
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3.1.4
主流显示芯片组
1．Intel显示芯片 （2）Intel Extreme Graphics 2 Intel Extreme Graphics 2是将Intel
Extreme Graphics升级而来的，它适当地
提升了核心频率，并且对内部设计进行了全 面改进，从而使图形性能得到了大幅度提高。
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3.1.4
主流显示芯片组
1．Intel显示芯片 2．nVIDIA显示芯片 3．ATi显示芯片
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3.1.4
主流显示芯片组
1．Intel显示芯片 （1）Intel Extreme Graphics Intel Extreme Graphics是在i845G 芯片组上集成的显示芯片，它采用动态分配
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3 显卡工作原理

CPU将数据通过总线传送到显示芯片

显卡上的显示芯片对数据进行处理，并将处理结果存放结
果在显存中

显卡从内存中将数据传送到RAMDAC并进行数/模转换
RAMDAC将模拟信号通过VGA接口送到显示器
6
写
显示存储器
图 形 加 速 芯 片
图3.26爱普生 STYLUS PHOTO 2100 喷墨打印 机
数”为代表。
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3.1.3
显卡的主要性能指标
2．色深
色深（Color depth）是指显示画面的颜色
数量。色深的位数越高，屏幕上所能显示的颜色
数就越多，显示的图像质量就越好。
标准VGA（4位）、256色（8位）、高彩
（16位）、真彩（24位）
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3.1.3
显卡的主要性能指标
3．刷新频率 刷新频率 （Vertical Refresh Rate） 是指显示器每秒能对整个画面重复更新的次 数，即影像每秒钟在屏幕上出现的帧数。刷 新频率最好要在72Hz甚至75Hz以上 。
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3.1.2
显卡的基本结构
3．总线接口
显示卡必须插在主板插槽上才能与主板
交换数据，这就要求必须有与之相对应的总
线接口。现在最主流的总线接口是AGP接口。
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3.1.2
显卡的基本结构
4．VGA接口 VGA（Video Graphics Array，视频图 形阵列）接口，也就是D-Sub 15接口，其 作用是将转换好的模拟信号输出到CRT或者 LCD显示器中。
第3章 多媒体信息的输入 与输出
主讲人：厉青
1
第3章 多媒体信息的输入与输出
本章要点： 1. 显示卡 2. 音频卡 3. 视频编辑卡 4. 常用外部输入输出设备
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1 什么是显卡
显示卡(又称显示适配器)是显示器与主机通信的控 制电路和接口，作用是控制显示器的显示方式。在显 示器里也有控制电路，但起主要作用的是显示卡。
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PCI-E16X
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AGP2X
AGP4X AGP8X
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S端子
DVI
VGA
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高性能散热
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静音性能
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显卡散热器
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3D显示卡的技术指标及其意义
(1) AGP纹理 (2) 三角形生成数量 (3) 像素填充率和纹理贴图量 (4) 支持的各种图形处理技术 (5) 32位彩色渲染 (6) 32位Z缓冲 (7) 支持的API
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Geforce 7800芯片
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3.1.4
主流显示芯片组
3．ATi显示芯片 （1）Radeon 9550 ATi的Radeon 9550采用0.13µm制 造工艺的RV350图形核心，拥有4条像素渲
染管线和一个纹理单元，支持DirectX 9.0及
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3.1.2
显卡的基本结构
显示内存外观
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3.1.2
显卡的基本结构
3．总线接口
显示卡总体上是一种板卡总线结构方式。对外
部而言显示卡要通过总线接口与计算机主板连接进 行相互间的数据交换，对内部而言它将板卡总线作 为图形加速芯片、显示存储器、显示控制器等卡内 部件的数据传输通道，因此，板卡总线或总线接口 的传输速率是决定显示卡总体效能的重要因素。
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3.1.1
显卡的分类
1．按接口分类 2．按图形功能分类
12
3.1.1
显卡的分类
1．按接口分类 按显示卡与计算机总线接口类型的 不同可分为ISA接口显卡、PCI接口显卡、 AGP接口显卡和PCI-E接口显示卡等4种 类型。
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ISA接口的显示卡
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PCI接口显卡
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AGP接口显卡
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PCI-E接口显示卡
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目前常见的显卡主芯片主要有NVIDIA系列的 GeForce2、GeForce3、GeForce4和 GeForceFX等；ATi系列的ATi RADEON7500、 ATi RADEON 8500和 ATi RADEON9700； 3dfx的Voodoo3/4/5；S3的Savage4/2000等。
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3.1.1
显卡的分类
2．按图形卡功能分类 显示卡按图形加速卡的功能可以分 为2D显示卡和3D显示卡。
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2D显示卡
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3D显示卡
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3.1.2
显卡的基本结构
显示卡的基本结构
显卡由显示芯片、 RAMDAC、显示BIOS、 显存、VGA接口、PCB 板等部分组成。
在显卡上我们主要看到的 部件有一个15针的VGA 输出端口、图形处理芯片、 显示内存及BIOS芯片。 PCB板：4层或6层
3.1.3
显卡的主要性能指标
5．显示芯片 显示芯片是显示卡的核心部件，负责图形 数据的处理。
在显卡上最大的芯片就是显示芯片(VGA
Chipset)。一般的显卡都采用单芯片设计的
显示芯片，高档专业的显卡则通常采用多个
显示芯片组合的方式。
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显示芯片就像专门用来处理图像的CPU，它
可以完成某些特定的绘图功能，采用何种主显示 芯片决定了一款显卡性能的高低。目前常见的显 卡芯片上都有散热芯片或散热风扇，可使显卡稳 定工作。
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3.1.2
显卡的基本结构
7． RAMDAC
RAMDAC是“Random Access
Memory Digital to Analog Converter”的 缩写，即随机存储数/模转换器。它主要用于 将显示存储器中输出的串行图形数据实时地 转换为显示器所能接受的R、G、B模拟信号， 发送到显示器并显示出来。
现在普遍使用的显示卡都已经是图形加速卡，它拥有 自己的图形函数加速器，能够提供图形函数的计算能力。
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3.1
显卡
3.1.1 显示卡的分类
3.1.2 显示卡的基本结构 3.1.3 显示卡的主要性能指标 3.1.4 主流显示芯片组 3.1.5 显示卡的选购和安装
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哪位同学知道 这是什么?
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哪位同学知道 这是什么?
4．VGA接口
6．S-Video
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3.1.2
显卡的基本结构
1．显示芯片
显示芯片又称“图形处理芯片
（Graphic Proccessing Unit，简称
GPU）” 。在计算机的数据处理过程中，
CPU将其运算处理后的显示信息通过数据总 线传输到GPU中，GPU再进行处理，最后通 过显示卡输出显示在屏幕上。
利用图形加速芯片的功能。
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3.1.3
显卡的主要性能指标 1．分辨率
2．色深
3．刷新频率
4．显示内存容量
5．显示芯片
（6）显存类型 （7）显存位宽
（8）系统接口 （9）I/O接口ห้องสมุดไป่ตู้
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3.1.3
显卡的主要性能指标
1．分辨率 分辨率（Resolution）是指显示画面的细腻 程度。一般以画面的最大“水平点数”ד垂直点
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VGA 插口
视 频 插口
显示卡的结构
AGP 总 线接口 覆盖散热 片的 图形加速 芯片
VGA Feature 插口
显存
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3.1.2
显卡的基本结构
一般的显示卡上有显示芯片、显示内存及显示输 出接口（VGA接口、DVI接口和S-Video接口）等 。 1．显示芯片 2．显示内存
3．总线接口
5．DVI接口
Memory）。它主要存放的是图形加速芯片处理后的
一帧显示图形的数据，即与显示屏幕上一帧图形各像
素点一一对应的像素值，从而在屏幕上形成一帧与显
示存储器中所存位图数据相对应的可见画面。
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3.1.2
显卡的基本结构
2．显示内存 显示卡需要运算大量的三维图像输出时 所需的函数，而显示内存在此起到交换数据 和缓存数据的作用，其速度的快慢对于显示 卡性能的充分发挥是至关重要的。
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3.1.2
显卡的基本结构
5．DVI接口 DVI（Digital Visual Interface，数字 视频接口）接口可以将显示卡产生的数字信 号原封不动地传输给显示器，从而避免在传 输过程中信号损失。
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3.1.2
显卡的基本结构
6．S-Video S-Video（Separate Video，S端子）， 也称“二分量视频接口”，可以将计算机屏 幕上显示的内容非常清晰地输出到投影仪之 类的显示设备上。