1/B: MONITOROK
Perifériák Tétel szövege: Csoportosítsa a számítógépek mellett alkalmazott monitorokat, ismertesse a megjelenítés módszereit! Magyarázza el tömbvázlat alapján a monitorok működését, a videokártya felépítését és szerepét!
I. Megjelenítők feladatai: o az adatkivitel alapvető eszköze, ami nélkül a számítógép működésképtelen o a számítógép üzeneteit és adatait jeleníti meg azonnal (interaktív kommunikációhoz kell)
II. Megjelenítők csoportosítása: 1. Katódsugárcsöves megjelenítő (CRT – CATHODE RAY TUBE): • • • • • • •
sajnos a katódsugárcső mérete elég nagy, ezért a monitor sok helyet foglal nagy a súlya (nehezen hordozható) viszonylag nagy a fogyasztása is a képernyő előtt káros sugárzás mérhető, ami a szemet fárasztja és károsíthatja is hasonló hatása van az állandó villódzásnak is (ez a működésből következik) előnye, hogy minden szögből jó képet ad jelenleg ez a legolcsóbb típus
2. Folyadékkristályos kijelző (LCD – LIQUID CRYSTAL DISPLAY): • • • • • • •
helyigénye sokkal kisebb, hiszen vékony, gyakorlatilag lapszerű fogyasztása is kevesebb, mint a katódsugárcsőé súlya is jóval csekélyebb a fenti jellemzők lehetővé teszik, hogy hordozható gépeknél is használjuk a szemet kevésbé fárasztja és rongálja (nincs sugárzás és villódzás) sajnos jelenleg jóval drágább, mint a katódsugárcsöves kivitel egyik hátránya, hogy igazán éles képet csak akkor kapunk, ha szemből nézzük, ugyanis oldalról a kép sokkal kevésbé látható (ezen próbál segíteni az új LEP technológia, aminek lényege, hogy a képernyőt egy speciális fénykibocsátó anyaggal vonják be)
3. Plazma megjelenítők: • • • • • •
UMSZKI
modern, korszerű technológián alapszik előnye, hogy vékony, ezért kis helyet foglal (SLIM 10 cm-nél, ULTRA-SLIM 5 cm-nél vékonyabb) a neoncső (fénycső) elve alapján működik ha bizonyos gázokat árammal gerjesztünk, azok fényt bocsátanak ki magukból a kibocsátott fény színe az adott gázra jellemző a gázt két üveglap közé töltik, és dróthálóval mátrix-szerűen átszövik (ezen át gerjesztik a pontokat)
1/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
III. Megjelenítők jellemzői: 1. Képméret: • a képernyő átlójának mérete inch-ben • a gyártók a megjelenítő fizikai méretét adják meg • a látható méret ennél 8-10%-kal is kevesebb lehet
Jellemző értékek: ⇒ 8-10”: pénztárgépeknél, bankjegykiadó automatáknál használják ⇒ 14-15”: ez az általános irodai méret ⇒ 17-21”: műszaki tervezésnél, kiadványszerkesztésnél (ma már otthon is)
2. Pontméret: • két képpont (PIXEL) közepének távolsága mm-ben • olyan kicsi, hogy a szem a pontokat nem fogja különálló pontoknak érzékelni • minél kisebb, annál szebb a monitor képe
Jellemző értékek: ⇒ 0.22 (Sony képcsőre jellemző) ⇒ 0.24, 0.26 (ma ez mondható általánosnak) ⇒ 0.28, 0.31 (régmúltra jellemző értékek)
3. Maximális felbontás: • a képernyő képpontjainak száma, amit OSZLOP x SOR formában adunk meg
Jellemző értékek: ⇒ kis felbontás: 640x480 ⇒ közepes felbontás: 800x600, 1024x768 ⇒ nagy felbontás: 1280x1024, 1600x1200
4. Maximális frissítési frekvencia: • azt mondja meg, hogy 1 másodperc alatt a monitor hány teljes képet képes kirajzolni • a beállítható frissítés felbontásról-felbontásra változik (nagyobb felbontáshoz kisebb frekvencia tartozik) • vásárláskor arra kell figyelni, hogy a maximális felbontáson mekkora frissítést bír a monitor
Megadása: ⇒ felbontás @ maximális frissítés (800x600@100Hz, 1024x768@85Hz, 1600x1200@75Hz)
5. Megjeleníthető információ típusa: Karakteres megjelenítő: ⇒ csak szöveges adat megjelenítése lehetséges (régen volt jellemző)
Grafikus megjelenítő: ⇒ a képet pontokból állítja elő, így tetszőleges grafika megjelenítését is lehetővé teszi
6. Szinek száma: Monokróm monitor (egyszínű): ⇒ a képpontok csak 1 színt vehetnek fel (ez nem feltétlenül fehér, lehet narancs, zöld, kék, …)
GRAYSCALE (szürkeárnyalatos): ⇒ a képpontok színe fekete és fehér között fokozatosan változhat (mint fekete-fehér TV-nél)
COLOR (szines): ⇒ a pont színe tetszőleges színárnyalat lehet, amit az RGB alapszínekből keverünk ki UMSZKI
2/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK 7. Képfelület extrái:
Perifériák
Sarkított képcső: ⇒ a hagyományos képcsöveknél a sarkokban egy lekerekítés látható, ami egyrészt zavaró, másrészt azt eredményezi, hogy kisebb a megjeleníthető képméret (különben a sarkokat levágná) ⇒ a sarkított képcsőnél ezek a problémák megszűnnek
Sík képcső (Flat): ⇒ eredetileg a képcsövek felületét egy gömbből vagy hengerből (SONY) származtatják, ami kedvezőtlen fényvisszaverést eredményez ⇒ a sík képcsövek visszaverési tulajdonságai sokkal kedvezőbbek
⇒ aki sík képcsövesre cseréli eddigi monitorát, az a képet homorúnak fogja látni, amíg az agy hozzá nem szokik (kezdetben az agy megpróbálja végrehajtani azt a korrekciót, amit a hagyományos képcsőnél meg kellett tennie)
Tükröződésmentes felület: ⇒ a felületet speciális réteggel vonják be, ami a külső fényt elnyeli, ezáltal javul a kontraszt
8. Kezelőszervek típusai: Analóg: ⇒ a kép jellemzőit (fényerő, kontraszt, torzítás, méret, pozíció, …) tekerőgombokkal állíthatjuk ⇒ bizonyos beállítások (méret és pozíció) a felbontástól és a frissítéstől is függnek ⇒ ha a felbontás vagy a frissítés változik, ezeket át kell állítani (azért, hogy ezt ne kelljen, szoftveres korrekcióra is lehetőség van, ugyanis léteznek olyan programok, amivel a kép pozíciója és mérete a felbontástól függően szoftveresen állítható)
Digitális: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
a jellemzőket nyomógombokkal állíthatjuk be egy OSD 1 menü segítségével a menüből ki kell választani a beállítandó jellemzőt (SELECT), majd be kell állítani (+, -) a jellemzőket a monitorban lévő kis E2PROM-ba mentjük el, így kikapcsolás után is megmaradnak mivel a kép méretére és helyzetére vonatkozó információk a felbontástól és a frissítéstől is függnek, minden felbontáshoz és frissítéshez más-más érték állítható be (ezeket külön-külön menti el, és mindig azt használja, ami az adott felbontás és frissítés mellett lett beállítva)
1
OSD: ON SCREEN DISPLAY Æ A képernyőn megjelenített menü. UMSZKI 3/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK 9. Energiatakarékosság:
Perifériák
• • • •
alapesetben egy monitor fogyasztása 130-200W a DPMS 2 4-féle fogyasztási üzemmódot ír le a monitor fokozatosan vált egyre kisebb fogyasztású módba a fokozatos kikapcsolást az operációs rendszer felügyeli (Windows esetén a vonatkozó beállítások a Vezérlőpult \ Energiagazdálkodási lehetőségek alatt található) • a fogyasztási módot a monitor felé következő jelekkel vezérlik: MÓD ON STANDBY SUSPEND OFF
VSYNC
HSYNC
9 9 8 8
9 8 9 8
10. Sugárzási szint: • katódsugárcsöves megjelenítőknél van jelentősége, ugyanis amikor az elektronsugár a képernyőbe csapódik, káros sugárzás keletkezik • a sugárzás a szemre és az idegrendszerre károsan hat, ezért ezt úgy csökkentik, hogy speciális réteget visznek fel a képernyő felületére, ami a sugárzás egy részét kiszűri • azt, hogy egy képernyő milyen sugárzást bocsát ki, feliratokkal jelzik a felhasználók számára LR: • alacsony sugárzási szintet jelöl (LOW RADIATION), de nincs rögzítve, hogy ez mit jelent MPR-II: • a sugárzási szint maximális szintjét leíró svéd szabvány • előírja, hogy a képernyő előtt 30 cm-rel mennyi lehet a legnagyobb statikus és mágneses sugárzás TCO’92: • maximális sugárzási szinteket definiál • ezen kívül energiatakarékos üzemmódokat ír elő (DPMS) TCO’95: • szigorítja a megengedett sugárzási szinteket • szerepet kap az ergonómia és a környezetvédelem is TCO’99: • a takarékosságra nagyobb hangsúlyt fektet • a maximális kibocsátható zajszintet is definiálja
2
DPMS: DISPLAY POWER MANAGEMENT SIGNALING Æ Megjelenítők energiagazdálkodását segítő „jelzések”. UMSZKI 4/13 Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
IV. Megjelenítők működése: 1. Katódsugárcsöves megjelenítő működése: CRT felépítése: Eltérítő lemezek Elektron optikai rendszer Katód
Wehnelt henger Grafit anód
Fénypor réteg
KATÓD: • fémes anyag, ami melegítés hatására elektronokat bocsát ki magából • a kilépő elektronok olyan gyorsan követik egymást, hogy összefüggő elektronsugarat alkotnak ANÓD: • pozitív feszültsége miatt magához vonzza az elektronokat, így azok gyorsulni kezdenek • az anódon nagyfeszültség van (cca. 20-30 kV) VEZÉRLŐ ELEKTRÓDA (WEHNELT HENGER): • ez szabályozza az elektronsugár intenzitását, amitől a fényerő függ (gyakorlatilag azt szabályozza, hogy a katódtól mennyi elektron jusson a képernyő felé) • ha 0V-ot teszünk rá, az elektronok áthaladását nem akadályozza • ha pozitív feszültséget kapcsolunk rá, még fel is gyorsítja az elektronokat • ha azonban negatív feszültséget kötünk rá, az elektronok egy részét visszataszítja, nem engedi át, illetve lelassítja őket (ugyanannyi idő alatt kevesebb elektron jut ki) ELEKTRON OPTIKAI RENDSZER: • több elektródából áll, amelyek eltérő pozitív feszültségre vannak kötve • feladata, hogy a katód felől érkező elektronsugarat fókuszálja és felgyorsítsa ELEKTRONÁGYÚ: • a fenti elemekből álló rendszer, amely nagysebességű, fókuszált elektronsugarat állít elő
UMSZKI
5/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
ELTÉRÍTŐ RENDSZER: • alapesetben az elektronsugár a képernyő közepébe csapódna be • ha a képernyő más területét akarjuk felvillantani, akkor az elektronsugarat el kell téríteni • a sugár vízszintes és függőleges irányú eltérítése külön-külön történik • az eltérítés elektrosztatikus vagy mágneses úton is történhet Elektrosztatikus eltérítés: > a sugár eltérítéséhez gyakorlatilag síkkondenzátorokat használnak (2 sík lemez) > a sugár kitérése a lemezekre adott feszültséggel arányos (F~E~U) > a sugár mindig a pozitívabb feszültség felé mozdul el (ahhoz vonzódik) > hátránya, hogy csak 8-15° eltérítés valósítható meg (nagyobb képhez elég hosszú csőre van szükség) > az eltérítés nagyon gyorsan változtatható (pár 100 MHz nagyságrendű) > tipikusan ilyet használnak az oszcilloszkópoknál Elektromágneses eltérítés: > a sugár eltérítéséhez tekercseket használunk > a sugár kitérése a tekercsekben folyó árammal arányos (F~B~I) > előnye, hogy 45-80° eltérítés is megvalósítható (sokkal rövidebb képcső kell ugyanahhoz a képmérethez) > hátránya, hogy az eltérítés nem változtatható olyan gyorsan > tipikusan ezt használják a monitoroknál, TV-knél
KÉPERNYŐ: • a képernyő felületét belülről fényporral vonják be, ami a becsapódó elektronok hatására felvillan • gyakorlatilag felvillanáskor az elektronok mozgási energiája alakul át fénnyé • a fényerő tehát a becsapódó elektronok mennyiségétől és sebességétől függ • a fénypor fontos tulajdonsága, hogy felvillanás után szép lassan sötétedik el, nem egyből alszik ki (ez az utánvilágítás anyagtól függően 10-50 ms között változhat) • ha a képernyő 2 különböző pontját egymásután periodikusan megcélozzuk, akkor a képernyő 2 pontja felváltva villan fel (ha a 2 pont közötti váltást elég gyorsan valósítjuk meg, akkor az utánvilágítás miatt a két képpontot folytonosan fényesnek fogjuk látni Æ persze picit vibrálni fog, de minél gyorsabban váltunk a két pont között, ez annál kevésbé észlelhető) • a képernyő általában úgy van kialakítva, hogy a fénypor-réteg elé vékony alumínium réteget visznek fel (ez az elektronsugarat átengedi, de megakadályozza, hogy a képcsőben kialakult ionsugárzás kijusson) • a felvitt alumínium arra is jó, hogy a képpontból a cső belseje felé induló fénysugarakat visszaverje, és így élesebb képet adjon
UMSZKI
6/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
Kép kialakítása a képernyőn, eltérítés vezérlése: ⇒ a képernyőn apró képpontok, ún. pixelek vannak ⇒ a sugár pontról-pontra végigpásztázza a képernyőt, és minden pontban a kívánt fényerőtől függően változik a sugár intenzitása, így az egymásután kirajzolt pontokból összeáll a kép (persze ehhez gyorsan kell felvillantani egymásután a pontokat, különben látnánk, ahogy a sugár fut a képernyőn) Pásztázás folyamata (NI 3 esetben): • a kép kirajzolása mindig a képernyő bal felső sarkából indul • a sugár kirajzol egy sort, majd a sor végén kikapcsolják a sugarat • a sugarat gyorsan visszairányítják a képernyő bal oldalára, de közben egy sorral lejjebb megy • újabb sort rajzolunk ki, és ez megy egészen addig, amíg az utolsó sorba nem érünk • az utolsó sor kirajzolása után a sugarat kikapcsolják, és visszairányítják a bal felső sarokba
Pásztázáshoz szükséges eltérítő jelek (ezt kell az eltérítő tekercsekre kapcsolni): Iy
t Tkép Ix
Tsor
t
Eltérítéssel kapcsolatos frekvenciák: Frissítési- vagy képfrekvencia (fKÉP): > azt mondja meg, hogy 1 s alatt hány teljes képet rajzolunk ki a képernyőre (50-160 Hz) > minél nagyobb, annál kevésbé villódzik a kép (kevésbé fárad a szem) Sorfrekvencia (fSOR): > azt mondja meg, hogy 1 s alatt hány sort frissítünk (30-86 kHz) > f SOR = SOROK ⋅ f KÉP ⇒ például : f SOR = 600 ⋅ 60 Hz = 36kHz Pontfrekvencia (fPONT): > azt mondja meg, hogy 1 s alatt hány pontot frissítünk (MHz nagyságrendű) > f PONT = OSZLOPOK ⋅ SOROK ⋅ f KÉP ⇒ például : f PONT = 800 ⋅ 600 ⋅ 36kHz = 28,8MHz
3
NI: NON INTERLACED Æ Nem váltott soros, hanem folytonos kirajzolás (váltott sorosnál először a páratlan, aztán a páros sorokat rajzolják ki, itt a kirajzolás sorról-sorra folytonosan történik) UMSZKI 7/13 Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
Színes képek megjelenítése, színes képcsövek: Színkeverési alapismeretek: • ha több színt összekeverünk, akkor egy harmadik színt kapunk • ha a színkeverésnél 3 független 4 alapszínt használunk fel, akkor az alapszínek arányának változtatásával tetszőleges szín előállítható (ezt használják ki) • kétféle színkeverés létezik, az egyiknél a színek összeadódnak (ahol fénykibocsátás van), a másiknál kivonódnak (ahol fényelnyelés van) • a megjelenítőknél az összeadó (addiciós) színkeverést használják Felhasznált alapszínek: > vörös (Red) > zöld (Green) > kék (Blue)
Színes képcsövek: Delta képcső: > nevét onnan kapta, hogy egy-egy képpontban 3 eltérő alapszínű pöttyöt helyeznek el a képernyőn szabályos háromszög (delta) alakban > a különböző alapszínű pöttyök olyan aprók, hogy a szem nem érzékeli őket külön pontnak > minden alapszínhez külön elektronágyú van, ezek elrendezése is olyan, mint a pöttyöké (delta) > azért, hogy minden elektronágyú csak a saját színű pöttyét találhassa el, a képernyő elé 10-15 mm-rel egy árnyékmaszkot (lyukmaszkot) tesznek, amin annyi furat található, ahány képpont van
INLINE képcső: > nevét onnan kapta, hogy az elektronágyúk egy vonalban helyezkednek el > az alapszínek színes csíkok formájában jelennek meg a képernyőn (könnyebb legyártani) > az árnyékmaszkon furatok helyett kis réseket alakítanak ki (résmaszk)
TRINITRON képcső: > a 60-as években a Sony cég továbbfejlesztette az INLINE képcsöveket, ebből lett a TRINITRON > eltérés, hogy a résmaszk helyett dróthálót feszítenek ki (kisebb pontméret érhető el) > a dróthálót nagy erővel kell feszíteni, ezért speciális keret kerül a képcsőbe (ettől nagyon nehéz lesz) > sajnos a drótháló még így is rezegne, ezért 1 vagy 2 vízszintes kereszt rögzítőszálat is elhelyeznek a képcsőbe, ami sajnos nagyfelbontásnál láthatóvá válik a képen (TV-nél ez nem jelent gondot a kis felbontás miatt, de monitornál zavaró lehet) > a másik eltérés a többi képcsőhöz képest, hogy a képfelületet nem gömbből, hanem hengerből származtatják (kedvezőbb fényvisszaverést eredményez)
4
független alapszínek: bármely 2 alapszínt választva belőlük a harmadik alapszín nem keverhető ki UMSZKI 8/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK 2. LCD működése:
Perifériák
Folyadékkristályos állapot (Liquid Crystal): ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
bizonyos szerves anyagok átmeneti állapota, ami az anyagok hevítésekor jön létre a szilárd anyag először folyadékkristályos állapotba kerül, majd ezt követően folyékonnyá válik a természetes anyagoknál az átalakulás nagyon szűk hőmérséklettartományban megy végbe a szintetikus anyagoknál ez a hőmérséklettartomány jól szélesíthető (pl.: szobahőmérséklet) ebben az állapotban az anyag részben folyékony, részben szilárd anyagra emlékeztet ha távolról nézzük, látszólag folyadékként viselkedik, de ha mikroszkóp alatt vizsgáljuk, a molekulák a szilárd anyagokhoz hasonló rendezettséget mutatnak ⇒ az anyagban hosszú szivar (pálcika) alakú molekulák vannak, amelyek töltéssel rendelkeznek ⇒ a molekula egyik fele negatívabb, a másik fele pozitívabb
Folyadékkristályos kijelző (térvezérléses típus): ⇒ ha 2 egymáshoz közel lévő (6-25 mm) üveglemez közé folyadékkristályos anyagot töltünk, a szivar alakú molekulák az üveglapokkal párhuzamosan helyezkednek el (mint a gyufák a dobozban) ⇒ ha a két üveglap belső felületét apró rovátkákkal látják el, és a két üveglap rovátkái egymásra merőlegesek, akkor a molekulák az alábbi módon állnak be
⇒ ha az így kialakított rendszeren fényt engedünk át, a fény polarizációs síkja 90°-kal elfordul
⇒ ha az üveg külső felületére átlátszó vezetőréteget gőzölünk, és arra feszültséget kapcsolunk, a molekulák a tér irányába állnak be, így az elrendezésből adódó elforgató hatás megszűnik ⇒ ha az elforgatás hatását láthatóvá akarjuk tenni, akkor az üveglapok elé egy-egy polarizátort kell helyezni, ami csak a megadott síkú fényösszetevőket engedi át (a polarizátort általában mikro rovátkák segítségével hozzák létre Æ a rovátkák iránya meghatározza a polarizációs síkot) ⇒ ha a polarizátorok rovátkái egymásra merőlegesek, akkor a következő esetek állhatnak elő: UMSZKI
9/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
Feszültségmentes esetben: • a fény polarizációs síkja elfordul, így a fény a második polárszűrőn is áthatol • ilyenkor a fény átjut a kijelzőn keresztül a szemünkbe
Feszültség rákapcsolásakor: • a tér irányába beálló molekulák a fény polarizációs síkját nem forgatják el, így a fény a második polárszűrőn nem tud áthatolni • ilyenkor a fény nem jut át a kijelzőn
Fényforrás: ⇒ a fentiekből látható, hogy az eddig ismertetett kijelző gyakorlatilag egy feszültséggel vezérelhető redőny, ami nem képes fény kibocsátására, csak annak átengedésére illetve takarására ⇒ természetesen a kijelző működéséhez szükség van fényforrásra is, aminek biztosítására többféle módszer is létezik: Passzív (REFLEXIÓS) kijelzők: • a fényforrás a kijelző előtt van (lehet természetes fény is) • a beeső fényt tükör segítségével irányítják a kijelző felé (kijelző mögött van egy tükörlap) • tipikusan ilyen elrendezéssel találkozunk a számológépeknél és az óráknál Aktív (TRANZMISSZIÓS) kijelzők: • a fényforrás a kijelző mögött van • általában hideg katód-fénycsőveket használnak fényforrásnak • gondoskodnak róla, hogy az egyes cellák megvilágítása ugyanolyan intenzitású legyen • tipikusan ilyet használnak az LCD monitoroknál, valamint a hordozható számítógépeknél
UMSZKI
10/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
Főbb típusok: 1. DSTN (Dual-Scan Twisted Nematic): • a kijelző mátrix-szervezésű, így a képpontok egyenként vezérelhetőek • ezt úgy érik el, hogy az egyik üveglapon találhatók az átlátszó, nagyon vékony rétegben felgőzölt SORVEZETÉKEK, a másikon pedig az OSZLOPVEZETÉKEK
• a kijelző hátránya a lomhaság, azaz a nagy válaszolási idő 5 • a nagy válaszolási idő a képet árnyékossá, szellemképessé teszi • a kijelzőnek ez a tulajdonsága a működési elvből következik > egy pont megjelenítéséhez egy oszlop és egy sorvonalra kell feszültséget kapcsolni > ilyenkor az azonos sorban illetve oszlopban lévő pontok is a feszültség hatására kissé gerjesztett állapotba kerülnek, de nem annyira, hogy a molekulák a tér hatására beforduljanak > ha ezután ugyanebben a sorban illetve oszlopban jelenítünk meg egy pontot, az sokkal gyorsabban fog reagálni, mint ahogyan az előzőleg megjelenített pont molekulái visszaforognak > a fenti jelenség miatt alakul ki a szellemkép(látom az előző képet is halványabban) > a kijelző típusra 300 ms válaszidő jellemző, ami 1 s alatt 3 teljes kép megjelenítését teszi lehetővé > egyes gyártók ezt az időt a felére szorították, de ez így is sok > ezt a típust ma már csak az olcsóbb kategóriájú hordozható gépeknél használják
2. TFT (Thin Film Transistor): • ennél a típusnál a mátrixban nem közvetlenül az LCD cellákat kapcsolgatjuk, hanem tranzisztorokat, és ezek kapcsolódnak az LCD cellákhoz • van tehát egy vezérlőmátrix a tranzisztorokkal, és van egy kijelzőmátrix az LCD cellákkal • a tranzisztorok segítségével a cellák sokkal dinamikusabban, gyorsabban vezérelhetők • nem áll elő a szellemkép, hiszen a tranzisztorokat úgy kötik be, hogy mindig csak az kapcsoljon be, amelyik az adott sorban, adott oszlopban van (az adott sorban illetve oszlopban lévő többi tranzisztor teljesen zárt marad, így nem lesz a többi cella előgerjesztve) • a tipikus válaszolási idő 25 ms (40 kép/s), de lehet kisebb is • a kisebb fogyasztás miatt térvezérelt tranzisztorokat, FET-eket használnak • a FET-ek jól miniatürizálhatók, így lehetőség van olyan vékony rétegben történő előállításukra, ami átlátszó Æ innen az elnevezés TFT (vékony film tranzisztor) 5
válaszolási idő = LCD kijelzőnél mennyi időre van szükség 1 teljes kép megjelenítéséhez UMSZKI 11/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
V. Videokártya működése: 1. Videokártya feladatai: • a számítógéptől kapott grafikus adatok átalakítása olyan analóg jelekké, ami a monitor vezérléséhez szükséges (egyrészt a képpontok színére vonatkozó videojelet kell előállítani, másrészt ezzel szinkronban az eltérítés vezérléséhez szükséges szinkronjeleket) • a videojelet a monitor belsejében felerősítik, és a megfelelő elektronágyú vezérlőelektródájára kötik • a szinkronjelekből a monitor elektronikája állítja elő az eltérítő tekercsekre vezetendő lépcsőáramot • a videokártya feladatköre mára kibővült egy-két dologgal (pl.: 3D-s számítások, tömörítés)
2. Videokártya felépítése: PCI vagy AGP
V-CHIPSET
V-RAM
RAM-DAC
CRT
VIDEO CHIPSET: ⇒ fogadja a gép felől érkező grafikus adatokat és parancsokat, majd feldolgozza őket ⇒ tartalmaz egy főprocesszort, ami a kapcsolattartásért, és az egységek vezérléséért felel ⇒ ezenkívül tartalmaz néhány célprocesszort is (3D gyorsítás, tömörítés, monitorvezérlés, …)
VIDEO RAM: ⇒ ebben található a képpontok világosságára, színére vonatkozó információ (bittérkép formájában) 1 PONT TÁROLÁSÁHOZ SZÜKSÉGES HELY A SZÍNMÉLYSÉG FÜGGVÉNYÉBEN 1 BIT MONOKRÓM (világít / nem világít) 4 BIT 16 szín vagy árnyalat 8 BIT 256 szín vagy árnyalat 16 BIT HIGH COLOR (R-5 bit, G-5 bit, B-5 bit) Æ 65.536 színárnyalat 24 BIT TRUE COLOR (R-8 bit, G-8 bit, B-8 bit) Æ 16 millió színárnyalat (szem!)
VIDEO RAM mérete (kapacitása): • a RAM mérete megszabja, hogy mekkora lehet a maximális felbontás és a színmélység Példafeladat: > 800x600-as felbontásnál 1 kép 800*600, azaz 480.000 pontot tartalmaz > TRUE COLOR színmélység esetén 1 pont 3 bájtot (24 bitet) foglal > a kép tárolásához tehát 480.000*3, azaz 1.440.000 bájtra van szükség, ami 1,37 Mbájt > a gyakorlatban amikor a CHIPSET előállít egy képet, nem áll le a feldolgozással, hanem a RAM másik részére (BACK BUFFER) elkezdi előállítani a következő képhez tartozó bittérképet (ezt a módszert nevezik DOUBLE BUFFERING eljárásnak, aminél természetesen kétszer annyi tárhelyre van szükség)
VIDEO RAM sebessége: • a RAM sebessége alapvetően meghatározza a kártya teljesítményét • a fő problémát az jelenti, hogy két nagyon elfoglalt eszköz között helyezkedik el (egyrészt a kép változása esetén a VIDEO CHIPSET felől állandóan kapja az új adatokat, másrészt a RAMDAC folyamatosan adatra vár a pontok megjelenítéséhez) • gyakran előfordul, hogy a két eszköz egymásra várakozik, hiszen amíg a CHIPSET ír, addig a RAMDAC nem tud olvasni (egyik eszköz sem tud a saját maximális sebességével dolgozni) Memória gyorsítására szolgáló módszerek: > VRAM (speciális RAM, ami egyszerre írható és olvasható 2 külön porton keresztülÆ picit drágább) > Buszszélesség növelése (a belső buszméretet 32-ről 64,majd 128 bit szélesre bővítették) > Busz órajel növelése (ennek sajnos a memória elérési sebessége szab határt) UMSZKI
12/13
Habóczky Károly
1/B: MONITOROK
Perifériák
RAMDAC: ⇒ ⇒ ⇒ ⇒
a VRAM-ból érkező számot – ami a képpont színére, fényerejére vonatkozik – analóg jellé alakítja az analóg jel kicsi (0-5V), ezért a monitoron belül egy video erősítőbe vezetik a felerősített jelet a katódsugárcső vezérlőelektródájára vezetik, ez szabályozza a sugárintenzítást a video teljesítmény szempontjából nagyon fontos jellemző a RAMDAC sebessége, azaz , hogy milyen gyorsan képes változtatni a kimenetén a jelet (gyakorlatilag ettől függ, hogy adott felbontás mellett milyen frissítést képes előállítani a kártya Æ persze nem elég, ha a kártya nagy frissítést tud, a monitornak is tudnia kell, csak akkor lehet kihasználni)
3. Videokártya működése:
CLK
DAC (X)
DAC (Y)
Vízszintes számláló
Függőleges számláló
OSZLOPCÍM
SORCÍM
HSYNC VSYNC
CÍMDEKÓDER PONTCÍM VIDEO-RAM R
G
B
RAM-DAC B G R
• a kártyán lévő órajel-generátor olyan impulzussorozatot állít elő, aminek a frekvenciája a pontfrekvenciával egyezik (ezt az impulzussorozatot vezetjük a vízszintes számlálóba) • a vízszintes számláló, gyakorlatilag azt számlálja, hogy jelenleg hányadik pont feldolgozásánál tartunk az adott soron belül (minden impulzusnál a következő képpont feldolgozására térünk át) • ha a vízszintes számláló elér a sor végére – például 800x600-as felbontás estén eléri a 800-at –, akkor nullázza önmagát és órajelet küld a függőleges számlálónak • a függőleges számláló gyakorlatilag azt számlálja, hogy jelenleg hányadik sor feldolgozásánál tartunk (minden érkező impulzusnál a következő sor feldolgozására térünk át) • ha a függőleges számláló elér a kép végére (600. sor), akkor nullázza önmagát, és ezzel gyakorlatilag egy új kép első sorának feldolgozása kezdődik el • a dekóder közben figyeli a számlálókat, és a pont koordinátái alapján előállítja a hozzá tartozó címet • a cím alapján a video RAM-ból a ponthoz tartozó RGB értékeket kiolvassuk (fontos, hogy a RAM olvasójele ugyanaz az órajel, amit a vízszintes számláló is kap Æ ettől lesz a kettő szinkronban) • a kiolvasott számokat a RAMDAC analóg jelekké alakítja (RGB), amit átviszünk a monitorba • fontos persze, hogy a monitor mindig tudja, mikor melyik pontra vonatkozó színinformációt kapta meg, ezért az eltérítő rendszert a pontok kiolvasásával szinkronban kell vezérelni • ha a két számlálóra egy-egy DAC-t teszünk, akkor azok kimenetén a megjelenő lépcsőfeszültség alkalmas a vízszintes illetve a függőleges eltérítő-rendszer szinkron vezérlésére • a gyakorlatban egyrészt a mágneses eltérítés miatt nem lépcsőfeszültséget, hanem lépcsőáramot használnak, másrészt az eltérítéshez szükséges jeleket nem a videokártyán, hanem a monitoron belül állítják elő (szinkronjelek segítségével) • szinkronjelként a számlálók nullázó bemeneteire érkező impulzusokat használják • a valóságban a helyzet a leírtnál bonyolultabb, mert a sorvisszafutáshoz és lapvisszafutáshoz tartozó jeleket is elő kell állítani, amihez újabb számlálókra van szükség (ezzel itt most nem foglalkozunk) UMSZKI
13/13
Habóczky Károly
