PC HARDVER ISMERETEK

1. PC HARDVER ISMERETEK Óravázlat Készítette: Kucsera Mihály 2011.

2. Tematika • 6. fejezet: Monitorok, monitorvezérlők

3. Monitorok • Katódsugárcsöves (CRT=CATHODE RAY TUBE) • Síkképcsöves LCD (LIQUID CRISTAL DIGITAL, TFT (THIN FILM TRANSISTOR)

4. Sorok folyamatos megjelenítése letapogatás (non-interlaced) monitorok Váltott soros letapogatás (interlaced) TV Katódsugárcsöves megjelenítők • Raszteres képmegjelenítés elve: A megjelenítendő képet sorokra bontják (elemi TV sor), a sorok pontokból állnak. A képet a TV sorok ciklikus újrarajzolásával jelenítik meg.

5. kék fényport gerjesztõ elektronágyú kék fényport gerjesztõ elektronágyú vörös fémyport gerjesztő elektronágyú árnyékmaszk in-line elektronágyú árnyék maszk fényporréteg fénypor csíkok Korai árnyékmaszkos képcső In-line képcső Színes képcsövek

6. További fogalmak • Sorfelbontás : az elemi TV sorok száma • Soridő: egy TV sor megjelenítésének ideje (reciproka a sorfrekvencia. ~KHz) • Képidő (nem használjuk): egy TV kép megjelenítésének ideje (reciproka a képfrekvencia (Hz) • a két mennyiség összefüggése: sorfrekvencia= sorok száma*képfrekvencia

7. A CRT monitorokat jellemző adatok

8. A CRT monitorokat jellemző adatok

9. Síkképcsöves megjelenítők • Működés: A megjelenítő mátrix-szerűen egymás mellé rendezett elemi fehérfényforrásokból épül fel, melynél a képpont átlátszóságát/színét a fényforrás előtti szűrő állítja be. A szűrő folyadékkristály (LCD) indirekt szűrés, vagy vékonyfilm tranzisztor (TFT-LCD ~aktív mátrix LCD).

10. A megjelenítőhöz kapcsolódó fogalmak • Eredeti (natív) felbontás: a pixelek számából adódó eredeti felbontás. Ez a felbontás adja a legjobb képminőséget. • Portré üzemmód: A monitor az álványzatán 90º-ban elfordítható. Szoftveres támogatást igényel • Nézőszög: A kijelző működési elvéből következően a kép nem 180º-ban látható, értékét függőleges és vízszintes irányban adják meg. • „Halott” képpontok: A kijelzők gyártás során meghibásodott elemi képpontjai.

11. Az LCD monitorokat jellemző adatok

12. Fontosabb szabványok, előírások

13. Monitorvezérlők • Üzemmódok • Karakteres üzemmód • Csak a karaktergenerátorban tárolt karakterképeket jeleníti meg. A karakter attributumok programozhatók (szín háttér, villogás stb.) • Felbontás értelmezése: soronkénti karakterek *sorok • Grafikus üzemmód • A videómemória pixelenként programozható . Színmélység: a pont megjeleníthető színárnyalatainak száma. • Felbontás értelmezése: soronkénti pixelek*pixelsorok

14. Videomemória Interface Belső sín CRT vezérlő Video feldolgozó logika Karakter-generátor (BIOS) CRT vezérlő jelek Monitorvezérlők • Általános felépítés (VGA-t megelőző vezérlők)

15. VGA-t megelőző vezérlők • IBM monochrom display adapter (MDA) • HERCULES adapter (monochrom grafikus) • CGA -COLOUR GRAPHICS ADAPTER • EGA ENHANCED GRAPHICS ADAPTER)

16. IBM monochrom display adapter (MDA) • Az eredeti IBM PC vezérlője, csak szöveges megjelenítésre képes • Felbontása 80*25 karakter, karakterenként 9*14 képpont. • Videomemória mérete 4 KB, minden karakter 2 byte. • TTL vezérlőjelek (videojel, fényerő, Hsync, Vsync) • 9 tűs D csatlakozója van

17. CGA kártya • CGA -COLOUR GRAPHICS ADAPTER • MDA továbbfejlesztése (azonos CRT chip) • Videomemória mérete 16 KB • TTL vezérlőjelek (R,G,B, fényerő, Hsync, Vsync) • 9 tűs D csatlakozója van • Üzemmódok • Karakteres üzemmód: • 80*25 /40*25 karakteres felbontás, 8*8 képpont • A videomemóriában a páratlan címeken a karakterkód, páros címeken a karakter attributum van tárolva. • Grafikus üzemmódok • 320*200 képpont, képpontonként 4 szín egy négyes palettából- 1 képpont 2 bit • 640*200 képpont – 1 képpont 1 bit

18. EGA • EGA ENHANCED GRAPHICS ADAPTER) • Javított felbontású karakteres és grafikus üzemmód • CGA és MDA üzemmódok emulációjára képes • Videomemória mérete 256 KB, melyet 4*64 KB síkra oszt • TTL vezérlőjelek (R,G,B (színenként kettő), Hsync, Vsync) • 9 tűs D csatlakozója van • Karakteres üzemmód jellemzői: • 80*25 (80*43)karakter felbontás, 8*14 képpont, 16 szín • Lapozási lehetőség • Memória síkok karakteres üzemmódban(Karakterkódok, Karakter attributumok,Letölthető karakterek ( pl. ékezetes karakterek, 4*32 byte) • Grafikus üzemmódok • 640*350 képpont maximális felbontás, 16 szín (64 - ből) . Minden képponthoz képsíkonként 1-1 bit tartozik, a palettát a palettaregiszter határozza meg (16 db 6 bites palettaregiszter ) • Memória síkok grafikus üzemmódban • kék (1 bit) • zöld (1bit) • vörös (1 bit) • fényerő (1 bit)

19. VGA (VIDEO GRAPHICS ARRAY) • IBM fejlesztés (IMB PS/2) • TTL jelek helyett analóg videojel (0-0,7V)- a TTL színjelek növelését a csatlakozó mérete korlátozza- DIGITAL ANALOG CONVERTER (DAC) • Minden más videovezérlő működési módjába beállítható • Eredeti szabvány: 640*480* 16 szín. A színek egy 262144 elemű (18 bit) színpalettáról választhatók ki .(256 db 18 bites regiszter). • Színkiválasztás:16 db palettaregiszter (3*2 bit)+VGA színkiválasztó regiszter (2 bit)→DAC • Karakteres és grafikus üzemmód • 15 pólusú D csatlakozó (R, G, B, szinkron jelek, monitor azonosító jel (DDC), a jelekhez külön földvezeték tartozik

20. VGA- csatlakozó

21. DVI interfész • DVI-DIGITAL VISUALISATION INTERFACE- a TFT –LCD monitorok bemenetéhez illeszkedő felület (nincs kétszeres AD/DA konverzió) • A DVI interfész a jelátvitelhez a TDMS (Transition Minimized Differential Signaling) protokollt használ. Cél a feszültségváltások minimalizálása. • A TDMS maximális órajel-frekvenciája 165 megahertz, ennyi tehát az egy TDMS kapcsolattal elérhető képpontfrekvencia is. (másképpen 60 hertzes képfrissítéssel 1600x1200 felbontás) • Ha egy TDMS kapcsolat nem elegendő(magasabb felbontás, vagy képfrekvencia), két, párhuzamosan működő kapcsolat közös TDMS órajellel

22. HDMI • High Definition Multimedia Interface • Tömörítetlen digitális médiatartalmak továbbítására dolgozták ki • Főbb specifikációk: • v1.0 : pixel frekvencia 165 MHz- max felbontás 1920*1200 • v1.3 : pixel frekvencia 340 MHz- max felbontás 2560×1600) • Csatlakozó típusok: • Type A Type B- „hagyományos” HDMI . Jelkompatibilis a DVI-D TDMS jelekkel • Type C Type D –mini csatlakozók (v1.3)

23. HDMI

24. VGA szabvány továbbfejlesztése

25. Felbontás, színmélység, videomemória • Színmélység: egy képpontban(pixel) megjeleníthető színek száma. • A szükséges videomemória méret kiszámítása: felbontás*pontonkénti bitszám • Példa: • 640*480 (VGA) felbontás 256 szín mellett. A szükséges videomemória: 640*480*8 bit= 2 457 600 bit ->307 200 byte ->300 Kbyte

26. Windows grafikus gyorsítók (2D) • Miért van szükség grafikus gyorsítókra? • Erősebb grafikus alkalmazások a képtartalmat gyakran módosítják, amit nagy sebességgel kell végrehajtani. Ez bittérképes ábrázolással nagy adatforgalmat jelent (pl.: 100*100 pixel *256 szín~10 KB. A processzor tehermentesítésére a videokártyán grafikus társprocesszort helyeznek el mely a tipikus grafikus eljárásokat gyorsabban képes elvégezni. • Jellemző műveletek: • Bit blit (ablak eltolás): az eljárás felvesz egy négyszöget és egy másik pozíción újrarajzolja. • Hardver kurzor: A PC processzora csak az egérkurzor koordinátáit adja meg, a kurzor rajzolását a GPU végzi. • Vonal húzás (LINE DRAWING): A processzor a kezdő és végpontokat adja meg a GPU-nak. • Körrajzolás (CIRCLE DRAWING): A processzor a kör középpontját és sugarát adja meg. • Kitöltés (POLYGON FILL): Tetszőleges sokszög feltöltése adott pixelinformációval. • A gyorsítókártyák VGA kompatibilisek, a funkciók eléréséhez driverprogramra van szükség.

27. 3D-s grafikus kártyák • A háromdimenziós grafika elterjedésével új igény jelentkezik: valósághű mozgások 3D-s ábrázolása • Működés: A 3D-s jelenetek fázisait a 3D chip végzi a processzor helyett. A felhasználói program kiszámítja a térbeli alakzat (objektum) helyzetét a térben. Az objektumot sokszögekkel határolt különálló elemként (poligon) modellezi, ábrázolása több lépésben történik: • Először a váz (vertex frame) megrajzolása, • majd a annak feltöltése textúrával, • végül a vizuális effektusok létrehozása a felületen (shade). • Az ábrázolásnál a GPU előre definiált effektusokat használ: • ALPHA BLENDING: részlegesen átlátszó testek áthatása • COLOR KEY: „bluebox” technika • FOGGING/DEPTH CUEING: A tárgy színének mélységben történő megváltoztatása • HIDDEN LINE REMOVAL: A takarásban lévő tárgyak nem látható éleit nem rajzolja meg • MIP-MAPPING: A textúra felbontása függ a mélységtől, a távolabbi tárgyak kevéssé részlet gazdagok • SPECULAR HIGHLIGHT: Felületi megvilágítás effektus • Z-BUFFER: A tárgy harmadik dimenzióját adja meg.

28. 3D grafikus API-k • API (APPLICATION PROGRAMMING INTERFACE)-API: a kiterjesztett virtuális gépet megvalósító rutinok gyűjteményének alkalmazások által használható felülete, a különböző hardveregységek egységes kezelése és az alkalmazások hordozhatósága érdekében. Az operációs rendszer része • Grafikus API rendszerek: • OPENGL • DirectX

29. OPENGL • Silicon Graphics (SGI) fejlesztette ki, ma a MICROSOFT is részt vesz a fejlesztésben • Szoftver interfész pár száz eljárásból és függvényből áll, melyek lehetővé teszik 2 és 3 dimenziós grafikai objektumok létrehozását, és ezeken az objektumokon műveletek elvégzését. • Főbb jellemzői: • Kliens-szerver acrhitektúrán alapul • Nincs I/O parancskészlete • Nem támogatja az ablakozó technikát

30. DirectX • MICROSOFT fejlesztés. Teljes multimédia fejlesztői eszközrendszert (hang, kép, animáció) tartalmaz. Elemei: • DirectX Graphics • DirectDraw: 2D rasztergrafika rajz • Direct3D (D3D): 3D grafika rajzolás • DirectInput: input eszközök (billentyűzet, egér joysticks, játékvezérlők) • DirectPlay: hálózati kommunikációjú játékok hálózatkezelése • DirectSound: hullámtáblás hangfelvétel és lejátszás • DirectSound3D (DS3D): 3d hangzás (lejátszás) • DirectMusic: zenealbum lejátszás (Direct Producer) • DirectX Media • DirectAnimation 2D web animáció megjelenítésére • DirectShow multimedia lejátszás és streaming media • DirectX Transform interaktív web aplikációk • DirectX Media Objects: streaming objektumok (enkóderek, effektek..) kezelése

31. Vége ! Felhasznált irodalom: AU Optronics (AUO) - http://www.auo.com/ Tomshardwareguide- http://www.tomshardware.hu/graphic Wikipedia- http://en.wikipedia.org/wiki/TFT_LCD CW Online- http://szt.hu/archiv.php?id=10993