Óravázlat Készítette: Kucsera Mihály 2011.

Az előadások a következő témára: "Óravázlat Készítette: Kucsera Mihály 2011."— Előadás másolata:

1 Óravázlat Készítette: Kucsera Mihály 2011.
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 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. Váltott soros letapogatás (interlaced) TV Sorok folyamatos megjelenítése letapogatás (non-interlaced) monitorok

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

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
Leírás Jellemző érték Képcső méret (SCREEN SIZE) A képernyő mérete átlós mérete inch-ben megadva. 14”, 15”, 17”, 19”, 21”, 24” A fizikai méret < láthatósági méret !!! Képcső típusa Az alkalmazott maszkolási technológia Árnyékmaszk (lyukmaszk), apertúrarács (TRINITRON) Képpont méret(PIXEL SIZE) Az elemi TV pont mérete 0,28-0,2 mm PIXEL órajel (sávszélesség) időegység alatt megjeleníthető pixelek száma MHz A monitor elektronika minőségét jelzi

8 A CRT monitorokat jellemző adatok
Leírás Jellemző érték Maximális felbontás A megjeleníthető sorok és oszlopok maximális száma 1280*1024 Vízszintes frekvencia ~sorfrekvencia kHz(felbontástól függ) Függőleges frekvencia kHz(felbontástól függ) Frissítési frekvencia A maximum felbontásban elérhető legnagyobb képfrissítési frekvencia Hz (felbontástól függ) Áramfelvétel/ teljesítmény Normál üzemben és készenléti állapotban felhasznált teljesítmény W/5-15W

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
Leírás Jellemző érték Kép méret (SCREEN SIZE) A panel mérete átlós mérete inch-ben megadva. A fizikai méret = láthatósági méret !!! 17” CRT = 15” TFT 19” CRT = 17”-18.4” TFT 21” CRT = 19”-20” TFT Fényerő (BRIGHTNESS) A panel által kibocsájtott fénymennyiség cd/㎡ (kandella/négyzetméter) cd/㎡ Kontraszt arány (CONTRAST RATIO) A legsötétebb és legvilágosabb pixel fényerejének aránya 600: :1 Válaszidő (RESPONSE TIME) A pixel fényerő váltásának ideje. Hivatalosan a fekete>fehér>feketeállapotváltás sorozat öszideje (tR+tF) . 4-12 ms. „Overdrive” paneleknél 2-4 ms

12 Fontosabb szabványok, előírások
EnergyStar Amerikai környezetvédelmi szabvány a monitor energiafogyasztásának szabályozására MPRII Európai (svéd) egészségvédelmi szabvány a CRT monitorok kisfrekvenciás (5 Hz-2KHz) elektromágneses sugárzási határértékeit határozza meg. TCO95, TCO 99 Munkaegészségügyi szabvány, mely a monitorok sugárzási határértékei mellett a képernyős munkahely ergonómiai kialakítását is szabályozza. VESA DPMS A VESA bizottság által kidolgozott szabvány, operációs rendszer szintjén szabályozza az energiagazdálkodási parancsokat, jeleket ISO A síkképcsöves megjelenítők minőségi követelményeit rögzíti

13 Monitorvezérlők Üzemmódok Karakteres üzemmód Grafikus 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 Karakter-generátor (BIOS) Video feldolgozó logika
Monitorvezérlők Általános felépítés (VGA-t megelőző vezérlők) Interface CRT vezérlő Karakter-generátor (BIOS) Video feldolgozó logika Videomemória Belső sín CRT vezérlő jelek

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 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 Pin Név Leírás 1 RED Red Video (75 ohm, 0.7 V p-p) 2
GREEN Green Video (75 ohm, 0.7 V p-p) 3 BLUE Blue Video (75 ohm, 0.7 V p-p) 4 RES Reserved 5 GND Ground 6 RGND Red Ground 7 GGND Green Ground 8 BGND Blue Ground 9 +5V +5 VDC 10 SGND Sync Ground 11 ID0 Monitor ID Bit 0 (optional) 12 SDA DDC Serial Data Line 13 HSYNC or CSYNC Horizontal Sync (or Composite Sync) 14 VSYNC Vertical Sync 15 SCL DDC Data Clock Line

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 Pin 1 TMDS Data2+ Pin 2 TMDS Data2 Shield Pin 3 TMDS Data2– Pin 4
TMDS Clock+ Pin 11 TMDS Clock Shield Pin 12 TMDS Clock– Pin 13 CEC Pin 14 Reserved (HDMI 1.0–1.3c), HEC Data- (Optional, HDMI 1.4+ with Ethernet) Pin 15 SCL (I²C Serial Clock for DDC) Pin 16 SDA (I²C Serial Data Line for DDC) Pin 17 DDC/CEC/HEC Ground Pin 18 +5 V Power (max 50 mA) Pin 19 Hot Plug Detect (All versions) and HEC Data+ (Optional, HDMI 1.4+ with Ethernet)

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= bit -> byte ->300 Kbyte Színmélység Ábrázolás 16 - 4 bit 256 8 bit 32768 15 bit 65536 (high color) 16 bit (true color) 24 bit

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- Wikipedia- CW Online-