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1、第3章 显示器和显示卡,3.2 显示卡,显示卡的作用就是将CPU送来的图像信号经过处理再输送到显示器上，而这个过程通常包括以下四个步骤：CPU将数据通过总线传送到显示芯片；显示芯片对数据进行处理，并将处理结果存放在显示内存中；显示内存将数据传送到RAMDAC（数/模转换器）并进行数/模转换；RAMDAC（数/模转换器）将模拟信号通过VGA接口输送到显示器。由此可知，一块显示卡的性能高低主要是由接口、显示芯片、显示内存和RAMDAC（数/模转换器）这几部分决定的。从总线类型分，显示卡有ISA、VESA、PCI、AGP四种。,AGP显示卡结构示意图,（又称显示适配器）,3.2.1 显示卡的结构,显
2、示芯片早期的显示卡只是对CPU运算后的结果进行转换和传递，因而显示芯片的作用并不明显。S3 ViRGE/DX显示芯片也称做3D加速芯片，目前市面上几乎所有显示芯片均已是3D加速芯片。3D加速芯片除了需要处理X轴和Y轴像素外，还要增加一个Z缓存（Z-Buffer）来存储景物的深度信息，并用于三维物体的消隐算法。Z缓存位数越高，显示芯片所提供的景物纵深感就越精确。新一代的显示芯片均提供了16/24位的Z缓存，而G200、Rage 128等显示芯片更是提供了高达32位的Z缓存，这对构造复杂的三维物件是非常重要的。API（Application Program Interface，应用程序接口）是和显
3、示卡有关的一个重要概念。三维图形API标准有许多，但被广泛应用的有三种：Direct 3D、OpenGL和Heidi。,3.2.1 显示卡的结构,RAMDAC（数模转换器）RAMDAC（Random Access Memory Digital-Analog Converter）是显示卡上负责数/模转换的部件。衡量RAMDAC的指标是速度，它将直将影响到画面的刷新率。目前市面上绝大多数显示卡的RAMDAC速度都已在170MHz以上，而第三代显示芯片的RAMDAC速度更是达到了230MHz或更高，在19201200的分辨率下可以提供70MHz的刷新率，这对高分辨图形处理是很重要的。RAMDAC有内
4、置（于显示芯片）与外置两种，内置RAMDAC是发展趋势，它有助于降低成本。也有一些专业图形显示卡用的是外置RAMDAC，如Millennium 。,3.2.1 显示卡的结构,显示内存（VRAM）显示内存（简称显存）是存放图像数据的地方，显存的大小与速度对显示卡的整体性能有着举足轻重的作用。显存的种类有EDORAM、MDRAM、SDRAM、SGRAM、VRAM、WRAM等多种。,显存越大，可以储存的图像数据就越多，支持的分辨率与颜色数也就越高。显存的速度也很重要。显存介于显示芯片与RAMDAC之间，负责存储和输送数据，如果显存速度不够快，即使芯片再强劲也是白搭。显存速度一般直接标注在显存芯片上，
5、EDO RAM以低于25ns为佳，而SDRAM和SGRAM则最好小于10ns。,SGRM显示内存,3.2.1 显示卡的结构,总线接口 目前市面上的显示卡有PCI与AGP两种接口。,PCI接口的显示卡,AGP 2接口的显示卡,3.2.1 显示卡的结构,PCI显卡的工作频率为33MHz，它可以达到的峰值传送率为133MB/s。而AGP以66MHz的速度工作，AGP 1的峰值传送率可达266 MB/s，AGP 2的数据传输率可以达到533 MB/s，因为“2”可以在一个时钟周期中传输两次数据（上升沿和下降沿各一次），而一般的工作状态只能进行一次传输。AGP 4的数据传输率为1GB/s。,66MHz总
6、线频率的最大传输率为532 MB/s，可以达到AGP 2模式的需要。100MHz总线频率的最大数据传输率可以达到800 MB/s，AGP 4无法发挥作用。只有采用133MHz总线频率时，其1G MB/s的数据传输率可以实现AGP 4模式。AGP 4接口的显示卡 。,AGP 4接口的显示卡,3.2.2 显卡的性能指标,分辨率指显卡能在显示器上描绘点数的最大数量，通常以“横向点数纵向点数”表示，例如“1024768”。色深色深也称为色彩精度或色分辩率，是指在某一分辨率下，每一个像点可用来描述的色彩数，它的单位是“bit”（位）。具体的说，8位的色深是将所有颜色分为256（28）种。那么，每一个像素
7、就可以取这256种颜色中的一种来描述。把所有颜色简单地分成256种感觉太少，人们就定义了一个“增强色”的概念来描述色深，它是指16位（216=65536色），即通常所说的“64K色”。在此基础上，还定义了24位（220=16777216，即16.7M色）和32位色，以上两种色深被称为真彩色。刷新频率刷新频率是指图像在屏幕上更新的速度，即屏幕上的图像每秒钟出现的次数，它的单位是赫兹（Hz）。一般人眼不容易察觉75Hz以上刷新频率带来的闪烁感，因此最好能将显卡刷新频率调到75Hz以上。刷新频率除了与显示卡有关外，还取决于显示器的性能。,3.2.2 显卡的性能指标,显存显示内存与系统内存的功能类似，
8、区别是显示内存用来暂时存储显示芯片处理的数据，系统内存用来暂时存储中央处理器所处理的数据。在屏幕上看到的图像数据都是存放在显示内存里的。显示卡达到的分辨率越高，屏幕上显示的像素点就越多，所需的显存也越多。显存容量与分辨率关系的计算公式是：显存容量图形分辨率色深8例如要达到16位真彩、1024768分辨率，则需要1024768168B1.6MB，即2MB显存。对于三维图形，由于需要同时对Front buffer、Back buffer和Z buffer进行处理，因此计算公式为：内存容量（帧存）图形分辨率3色深8例如一帧16位、800600分辨率的三维场景，所需的帧缓存为8006003168B=2.88MB，即需要4MB显存。现在知道为什么RIVA 128和Voodoo最高只能实现800600的3D场景了吧？,
