BİL 110 Bilgisayara Giriş

1. BİL 110 Bilgisayara Giriş Donanım 2 (Hardware 2) Öğrt. Gör. Ahmet Cengizhan Dirican Bilgisayar Müh. Böl.

2. İçerik Bilgisayarda Renk ve Grafik Kartı Monitörler Bilgisayarda Ses, Ses Kartı ve Hoparlörler DirectX

3. Bilgisayarda Renk ve Grafik Kartı

4. Temel Bilgiler Grafik terimi PC'nin birçok parçası arasındaki karmaşık bir etkileşimi içerisinde barındırır. Monitör veya ekran, işletim sisteminiz veya programlarınızda ne tür ilerlemeler olduğunu size gösterir. Ekranlar PC için birincil çıktı aygıtıdır. Ekran kartı (veya bağdaştırıcısı) ise CPU ve monitör arasındaki iletişimi yönetir.

5. Piksel (Pixel – Picture Element) Tüm sayısal görüntülerin en küçük parçası olan üçlü nokta grubuna piksel denir. Dijital görüntüler, yatay ve dikey biçimde yan yana sıralanmış piksellerden oluşur. Ekranda seçtiğiniz 1024x768 gibi bir çözünürlük değeri kaç adet yatay ve dikey pikselin gösterileceğini belirler

6. Piksel ve Renk Bileşenleri RGB ve CMYK kavramları piksel renk yeteneklerini ifade eder. Bilgisayarda renkler RGB, yani kırmızı - yeşil - mavi renkler ile gösterilir; bu renklerin karıştırılması ile diğer renkler elde edilir. Her piksel için kullanılan bit sayısı gösterilebilecek maksimum renk sayısını belirler

7. RGB Renk Katmanları RGB bir görüntüde, 3 farklı rengin farklı tonlarını taşıyan 3 ayrı katman olduğunu ve bunların üst üste gelmesi ile görüntünün elde edildiğini düşünebilirsiniz

8. Renk Derinliği 24 bit 4 bit • Her bir pikselin bit derinliği, o noktanın kaç farklı rengi ifade edebileceğini gösterir. • 4 bit (24 = 16) farklı renk tonunu taşıyabilir • 8 bit 256, 16 bit 65.536, 24 bit ise 16.777.216 rengi ifade eder. • Yaygın olarak 24 bit “truecolor”, yani gerçek renk olarak tanımlanır • 32 bit renklendirme de 16 milyon rengi ifade eder; farklı olarak ilave 8 bit ile donukluk saydamlık gibi değerleri saklar

9. Ekran Kartı • Ekran kartı, CPU'dan gelen bilgiyi işleyip onu monitöre gönderen fiziksel donanımı ifade eder. • Çoğu masaüstü sistemde özel bir genişleme yuvasına takılan bir genişleme kartı şeklindedir. • Taşınabilir cihazlarda ve bazı masaüstü sistemlerde ise anakart üzerine entegre edilmiş şekildedir. • Çok farklı isimlerle anılsa da hepsi aynı kavramı ifade eder. • Grafik, görüntü veya video… • Kart, bağdaştırıcı, adaptör veya birimi…

10. Görüntü Çıkışları & Monitör Bağlayıcıları • Ekran kartlarında 6 farklı görüntü çıkış vardır. • VGA, DVI, HDMI, Component, S Video ve Composite • Bunlar, bağlayıcı türü değişikliğinden fazlasını ifade ederler. • Görüntü özellikleri bağlayıcı türüne göre ciddi farklar gösterir. • Harici dönüştürücülerle bir türü başka bir bağlayıcıya çevirmek, görüntü özelliklerini olumlu yönde değiştirmez. • VGA bir çıkışı DVI’a dönüştürmek, DVI kalitesine ulaşmayı sağlamaz • Ekran kartları dijital olmayan çıkışlara görüntü vermek için özel dönüştürücü birimler kullanır.

11. VGA Bağlayıcı VGA en eski analog görüntü standardıdır. En fazla 1280x1024 çözünürlüğe izin verir. 15 pin D-Sub tipi bağlayıcı kullanır. Bu bağlantıda dijital sinyaller bir devre yardımı ile analoga çevrilir.

12. ADC - DAC Kavramı • Bilgisayarlar analog sinyaller üzerinde direkt işlem yapamazlar • Analog sinyaller üzerinde işlem yapmak gerektiğinde öncelikle bu sinyallerin dijital karşılıkları elde edilmelidir. • Aynı şekilde bilgisayar tarafından üretilen dijital sinyallerin analog cihazlarda kullanılması için tersi yönde çevrilmesi gerekir. • Bu işlem için kullanılan 2 tip dönüştürücü vardır • ADC: Analog Digital Converter • DAC: Digital Analog Converter • Ekran kartları analog bağlantı türleri için RAMDAC olarak bilinen dönüştürücü kullanırlar

13. Analog Dijital Dönüşüm İşlemleri Bir analog sinyalin dijital karşılığının alınmasında iki önemli kriter vardır; örnekleme ve her örnek için kaç bit kullanılacağı. Örnekleme ne kadarsık olursa kayıp o kadar az, dosya boyutu da o kadar büyük olur. Dijital sinyal üretilirken alınan örnek noktaları geri birleştirilerek dijitalden analog sinyal üretilir.

14. DVI: Digital Visual Interface DVI hem analog hem de dijital video sinyallerini iletebilir. DVI girişi olan bir monitör ile kullanılmasıdurumunda ekran kartının verileri analogolarak dönüştürmesi gerekmez. Analog dönüştürme işlemi olmadığındandaha net bir görüntü elde edilir. 2560x1600 çözünürlüğe kadar destekler. Pin sayısı ve dizilimine göre 5 türü vardır. Pin sayıları desteklenen maksimumçözünürlük ve yenileme oranlarını etkiler.

15. HDMI: High Definitions Multimedia Interface Dijital ses ve video aktarımı için geliştirilen en güncel arayüzdür. Herhangi bir ses veya görüntü kaynağından gelen çoklu veriyi tek kablo üzerinden aktarır. PC monitörlerin yanı sıra yeni nesil TV türlerinin çoğunda HDMI desteği yer almaktadır. 3200x2048 çözünürlüğe kadar destekle.r HDMI’dan DVI dönüşücülerle görüntü alınabilir, ancak ses için orijinal HDMI kablo gerekir. Ekran kartından HDMI bağlantısı ile görüntü ve ses aktarımı için özel sürücüler yüklenmesi gerekebilir.

16. Component, S Video ve Composite Bağlayıcılar • Bu bağlayıcı türleri HDMI bağlantısının yaygınlaşması ile birlikte tarihe karışmaktadır. • VGA bağlantısında olduğu gibi analog sinyal gerektirdiklerinden RAMDAC tarafından dönüştürülen sinyali iletirler. • Component 1080i HD kalitesinde görüntü verebilir • Kalite sıralaması; Component > S Video > Composite şeklindedir.

17. 3D Grafikleri Anlamak Bilgisayar dünyasındaki gelişmelerin öncülüğü genellikle oyunlar ve 3D uygulamaları yapmıştır. 3D uygulamaları 1990 öncesinde özelleşmiş Unix sistemler üzerinde idi; pahalı ve kullanımı zor sistemlerdi. PC açısından ilk devrim Wolfenstein oyunu olmuştur. Bu oyun sağlam RAM ve CPU gücü desteği ile ekranda 3 boyutlu bir dünya oluşturuyordu. 3D objeler sabitgörüntü nesnelerindenoluşturuluyordu.(sprite)

18. 3D Nesneler İkinci nesil 3D, "sprite"ların yerine gerçek 3D objeleri getirdi. Bunlar çok daha kompleks yapıdadır ve milyonlarca noktanın birleşiminden oluşmuştur. Bu yapıya “vertices” veya vektör denir ve X,Y,Z olarak tanımlanmış pozisyona sahiptir. Bu vektörel noktaların hareketlerinin hesaplanması yoğun CPU ve RAM gücü gerektirir.

19. Monitör

20. Monitörler • Bilgisayarlarda üç tip ekran kullanılmaktadır. • CRT Monitör (Tüplü monitörler) • LCD/LED • Projektör • Bunun dışında PC’ler TV ve daha farklı görüntü sistemlerine de çeşitli şekillerde bağlanabilirler; ancak bu ekranlar eğitimin kapsamında değildirler.

21. CRT Monitör • CRT, katot ışınlı tüp monitörleri ifade eder. • Vakum tüpünü andıran bir yapısı vardır. • Arka kısımda 3 elektron tabancası içeren ince bir silindir vardır. • Kırmızı, yeşil ve mavi • Bu silindir (yoke) elektron tabancalarının vuruşnoktalarını yöneten elektromıknatıslardan oluşur. • Görüntünün olduğu geniş önkısım ise bir fosfor tabakasıdır.

22. CRT Monitör Nasıl Çalışır? • Elektron tabancasından gönderilen elektronlar ön yüzeydeki fosfor tabakasına çarparak ışık üretirler. • Bu ışık belirli bir süre devam eder ve aydınlık kalır • Bu süreklilik olarak ifade edilir ve görüntüyü algılamamızı sağlar. • Çok süreklilik olduğunda resim lekeli olur. • Çok az süreklilik olduğunda resim titreşimli görünür. • Işın ve sürekliliğin senkronu kararlı bir görüntünün oluşmasını sağlar. • Yoke adı verilen manyetik alan, tabancaları hedeflerine yönlendirir

23. Çözünürlük • Monitör çözünürlüğü yatay ve dikey piksel sayılarının çarpımı olarak ifade edilir. • 640 x 480 - 800 x 600 - 1024 x 768 - 1280 x 1024 - 1600 x 1200 • Bu çözünürlükler “aspectratio” denilen bir orantıya sahiptir • En - boy oranıdır… • 4:3 - 16:9 - 16:10 • Bir CRT monitör için maksimum olası çözünürlük, bir pikselinne kadar küçük olabileceğinebağlıdır. • Minimum piksel boyutu, teorik olarak kırmızı, yeşil ve mavidenoluşan üçlü fosfor grubu olabilir.

24. LCD Monitörler / LiquidCrystalDisplay LCD, sıvı kristalli monitörleri ifade eder. Güncel olarak en yaygın kullanılan monitör türüdür. CRT monitörlere göre daha ince ve hafiftirler. Neredeyse titreşimsizdir ve zararlı radyasyon yaymaz. Bunlara bağlı olarak CRT ekranlaragöre daha az enerji kullanır. Çözünürlük, tazeleme oranı ve bant genişliğine gibi CRT ile ortak ifade edilen özellikleri olsa da tamamen farklı bir çalışma sistemi vardır.

25. LCD’ler Nasıl Çalışır? LCD’nin çalışması, ışığın polaritesi kavramına dayanır. LCD ekranlarda özel olarak üretilmiş bir sıvı bulunur. Bu sıvı kristal, 2 adet polarize cam tabaka arasında yer alır. Kristaller ekrana bir ızgara şeklinde yerleştirilmiştir. Görüntü, sıvı kristallerin ışığı geçirme özelliklerinin elektrik ile kontrol edilmesi ile elde edilir. Kristallerin ışığı geçirme yetilerinin yönetilmesine göre, aktif ve pasif matris olarak adlandırılan 2 türü vardır.

26. LCD Çözünürlüğü • Tüm LCD’lerin kendilerine özgün bir çözünürlüğü vardır • En net görüntü bu çözünürlükte sağlanır. • LCD’de pikseller sabitlenmiştir ve bu piksel limitlerinden daha fazla değerleri gösteremezler. • Daha düşük çözünürlüklere ayarlandığında isegörüntü kalitesi büyük ölçüde düşer. • LCD'nizi daima kendine özgü çözünürlüğe ayarlayın! • Bazı LCD ekranlar, daha düşük çözünürlük durumlarında görüntüyü ekrana yayarak bozmak yerine ekrana ortalar

27. Arıza Tespiti • Görüntü problemlerinde sorun yaşanabilecek 3 nokta vardır. • Ekran kartı • Monitör • Kablolar ve bağlayıcılar • Öncelikli adım sorunun nerede olduğunun tespitidir. • En efektif yöntem, sağlam olduğu bilinen bileşenlere testtir • Monitörün çalışıp çalışmadığının temel kontrolü yerleşik menüsünde ulaşmayı sağlayan OSD tuşunu kullanmaktır. • OSD menüsü geliyorsa büyük ihtimalle sorun sadece ayarlar veya diğer bileşenlerdir.

28. LCD Problemleri • LCD’lerde kırılma / çatlama benzeri hasarlar onarılamaz • LCD kararma sorunları, lamba veya invertor arızasını gösterir ve bu parçalar servis ortamında rahatlıkla giderilebilir • Bazı parlak piksel hataları, piksel masajı veya baskı yöntemi gibi çeşitli müdahalelerle giderilebilir • Monitör kapalı iken parlak pikselin bulunduğu bölgeye hafif nemli, yumuşak ve pamuklu bir bez ile baskı yapılır • Baskı sırasında monitörün power düğmesi açılır • Baskı kaldırıldığında piksel hatası kaybolabilir • Her zaman işe yaramadığı gibi, bir süre sonra hata tekrar oluşabilir

29. LCD ve CRT Karşılaştırması

30. Projektörler

31. Projektörler Projektörler bilgisayar görüntüleri için üçüncü bir seçenektir. Önden ve arkadan görüntülü olarak 2 türü vardır. Arkadan görüntülü projektörler daima ekranın içindedir ve televizyonlar için çok popülerdir. Önden görüntülü bir projektör ise, görüntüyü önden gönderir ve öndeki uygun bir mesafeye ekranı koymanızı gerektirir. PC'lere bağlanan önden görüntülü projektörler son yıllarda tüm konferansların temeli olmuştur.

32. Projektörlerin Bağlanması Projektörler yaygın olarak VGA, S Video ve Composite gibi analog bağlantıları standart olarak bulundururlar. Güncel projektörlerin çoğu dijital arayüzler olan DVI ve HDMI desteği de sunmaktadır. Bunun dışında USB, seri port veya network arayüzüne sahip projektörler vardır. Windows Vista, kablolu veya kablosuz ağ projektörleri için özel destekler sunar.

33. Diğer Monitör Teknolojileri

34. Dokunmatik Ekranlar • Dokunmatik ekranlar genellikle özel sistemlerde kullanılır. • PDA, POS Cihazları, GPS, Tablet PC, ATM Cihazları, Cep Telefonları • Dokunmatik bir ekranın tek farkı, temas noktası ve süresi algılamadır. • Farklı temas algılama teknolojileri kullanılır • Isı veya basınç duyarlı dirençler. • Kızılötesi sensörler. • Elektronik kapasitörler.

35. Plazma Ekranlar • Plazma ekranlar, TV’ler için bir dönem popüler olmuştur • Bilgisayarlar için uygun değildir. • Uyumsuz doğal çözünürlükleri vardır (Örneğin 1366x768) • Ekranda sabit kalan görüntülerin yanma (burn-in) yapması ve sürekli ekranda hayalet / gölge görüntülere sebep olması • Yanma etkisi bilgisayarla kullanıldığında daha fazladır • TV dünyasında da yerini LCD TV’lere bırakmıştır.

36. DLP: Digital Light Processing DLP, yani dijital ışık işleme çok yeni bir teknolojidir. Ev sinema sistemlerinde oldukça popülerdir ve şaşırtıcı zengin görüntüler elde edilir. Bilgisayar monitörlerinde çok küçük bir etkisi vardır. Projektörlerde ise büyük bir başarı sağlar. DLP projektörler LCD projektörlerden çok daha pahalıdır.

37. İleri Düzey Ekran Teknolojileri Üreticileri yoğun bir şekilde CRT ve LCD teknolojilerinin güçlü yönlerini bir araya getirmeye çalışmaktadır. LED, SED ve FED bu alanda ilerleyen teknolojilerdir. Bu kapsamda ilk LED TV’ler yüksek fiyatlarla satışa çıkmıştır. LED TV’ler daha ince yapıda, daha az ısınan ve enerji harcayan ve çok daha kaliteli görüntü veren bir teknoloji durumundadır.

38. Televizyon İşlevleri ve Bilgisayarlar Ekran kartları çeşitli analog ve dijital çıkışlarla bilgisayarları televizyonlara bağlayabilirler. Yeni nesil TV’ler bir PC monitörü gibi tasarlanmaktadırlar. Bunun dışında PC’ler genişleme kartları ile TV ve radyo özellikleri de kazanabilmektedir. Bu kartlar analog veya dijital kanal seçici (tuner) işlevi görürler.

39. Bilgisayarda Ses ve Ses Kartı Ses Kartları

40. Ses Bileşenleri Ses kartları, analog ve dijital ses dönüşümlerini yapar. Hoparlörler, analog sinyalin fiziksel ortama aktarılmasını sağlar. Mikrofon, fiziksel ses dalgalarını analog sinyallere çevirir. Kaydetme ve yürütme yazılımı ise ses kartının dijital ses kayıt ve dinleme işlevlerinin yönetilmesini sağlar. Bu 4 temel bileşenin dışında, ses kabloları da, ses kartı ile hoparlör ve mikrofonlar arasında bağlantıların kurulmasını sağlar.

41. Bilgisayar Açısından Ses Kavramı Sesler, bir kaynaktan dalgalar halinde çıkar, kulaklarınız bu titreşimi hisseder ve ses duyulur. İnsan kulağı melodileri gürültüden kısıklığa doğru farklı boğuklukta algılar. Bilgisayarlar henüz insan kulağı ve beyni kadar sofistike değildir. Sesleri bilgisayarın yakalayabileceği ve yürütebileceği hale getirmek için net standartlar vardır.

42. Seslerin Yakalanması Ses Kartı Mikrofon Analog Sinyal Ses Dosyası Dijital Sinyal

43. Seslerin Yürütülmesi Ses Dosyası Dijital Sinyal Hoparlör Analog Sinyal

44. Ses Örnekleme • Örnekleme, belirli bir ses dalgasının her bir saniyede bir dizi işlemden geçirilerek durumunun ve kalitesinin yakalanmasıdır. • Örnekleme oranı saniyedeki kaç bin kez tekrarlandığıyla ölçülür. • KHz: Kilohertz • Ses hangi sıklıkta örneklenirse o kadar iyi kaydedilmiş olur. • 8 bit (28) 256, 16 bit ise (216) 65.536 farklı karakteristiği saklar. • Ayrıca sesler tek veya çift kanallı olmaktadır (mono/stereo). • CD kalitesi yaygın olarak en iyi ses kalitesi kabul edilir • CD: 16 Bit, 44.1 KHz, Stereo / DVD : 24 Bit, 96 KHz, Stereo • Veri Boyutu = Örnek Frekansı x Örnek Derinliği x Kanal Sayısı

45. Kayıtlı Ses Biçimleri • En eski ses saklama formatı darbe kod modülasyonudur (PCM). • Telefon çağrıları için geliştirilmiştir. • WAV olarak bilinen dosya formatı PCM biçimidir. • Kaliteli ses düzeyine sahip, ancak büyük dosyalar halinde saklanır. • Sıkıştırma veya kodlama algoritmaları gereksiz sayılabilecek sesleri göz ardı ederek boyutu küçültmeyi sağlar. • Kodlayıcı ve kod çözücü (codec) yazılımlara gereksinim duyulur. • En ünlü codec MP3 olarak bilinen MPEG-1 Katman 3 kodudur.

46. Seslerin Yürütülmesi / Dinleme Tüm Windows sürümleri “MediaPlayer ” yazılımı ile gelir. Temel olarak tüm yürütme yazılımları WAV dosyalarını çalabilir. Ancak özel bir algoritma ile sıkıştırılmış ses dosyalarının çalınabilmesi için, ilgili codec yazılımın yüklü olması gerekir. MP3 formatı da neredeyse WAV düzeyinde standartlaşmıştır.

47. MIDI MIDI, kullanımın azalması sebebiyle sadece WAV veya MP3 gibi bir ses formatı olarak bilinir. Asıl olarak müzik aygıtlarının ses kartlarına bağlanması için özel bir arayüzdür (MusicalInstrumentDigitalInterface). MID dosyasında sesler şu ana kadar gördüğümüz şekilde örneklenmez; MID sadece metin tabanlı bir dosyadır. Dosyada çalınacak nota, aygıtve süre bilgileri tutulur. Ses kartı bu komutalara göre özel bir işlemci ile sesler üretir. Bu seslerin nasıl olacağı ses kartıüzerindeki işlemcide kodludur.

48. Yaygın Dosya Formatları WAV, MP3 ve MIDI formatları, ses dosyalarının çoğunluğunu oluştursa da, yüzlerce ses kayıt formatı vardır Tabloda yaygın kullanılan diğer ses formatları yer almaktadır

49. Video Dosyalarında Ses • Video dosyalarının neredeyse tümü bir ses katmanı barındırır. • Sıkıştırılmış ses formatlarında olduğu gibi, video dosyaları içindeki seslerin yürütülebilmesi için codecyüklü olmalıdır. • Çoğu video formatı, kendisine özel bir ses kodlaması tanımlar. • Bazı videolar ise standart ses formatlarını kullanır. • Bu dosyalarda eğer uygun video codec yok ise yürütme programında açtığınızda sadece ses duyurulur, görüntü ise gelmez.

50. Ses Kartı • Ses kartlarının öncelikli olarak ele alınan 4 özelliği vardır • İşlemci yetenekleri (MIDI işlemcisi ve diğer dönüştürücüler) • Hoparlör desteği • Kayıt kalitesi özellikleri • Bağlayıcı türleri • Ses kartları bir PCI genişleme kartı olabileceği gibi, anakart üzerine yerleşik olarak da gelebilir (onboard). • Yerleşik ses kartlarının kullanımı günümüzde daha yaygındır.