Видеосистема компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Видеосистема компьютера - совокупность трех компонентов: монитора, видеоадаптера и драйверов видеосистемы.

Персональный компьютер смог стать привлекательным вычислительным средством благодаря интерактивности взаимодействия с пользователем. Основной поток исходной информации PC визуальный, причем информация представляется как в текстовом, так и в графическом виде.

Безусловно, основной элемент видеоподсистемы - видеоадаптер. В последнее время именно он развивался наиболее активно, что вызвало некоторую путаницу в поколениях и особенностях отображения информации видеоадаптеров различных типов. Современный видеоадаптер - это сложное почти самостоятельное устройство, представляющее собой мини-компьютер. Помимо своей основной задачи он способен выполнять ряд дополнительных функций: аппаратное ускорение 2D и 3D-графики, обработку видеоданных, прием теле- и видеосигналов и многое другое.

Видеоадаптер, является важнейшим элементом видеосистемы, поскольку определяет следующие ее характеристики:

- Максимальное разрешение и частоты разверток (также зависит от возможностей монитора);

- Максимальное количество отображаемых цветов и оттенков (палитра);

- Скорость обработки и передачи видеоданных.



1. Мониторы

Монитор - устройство отображения текстовой и графической информации на экране. Моделей мониторов предлагается много.

Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (в компьютере -- видеокарта). В некоторых случаях в качестве монитора может применяться и телевизор.

Монитор компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Его можно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Монитор должен быть максимально безопасным для здоровья по уровню всевозможных излучений. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение.

1.1 Мониторы на электронно-лучевых трубках

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка, CRT - Cathode Ray Tube.

Изображение на экране CRT-монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящиеся красным, зеленым и синим цветом.

Используемая в этом типе мониторов технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897г. и первоначально создавалась в качестве специального инструмента для измерения переменного тока, то есть для осциллографа. Схема монитора на электронно-лучевой трубке изображена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Схема ЭЛТ-монитора

Мониторы на основе ЭЛТ имеют ряд существенных недостатков:

- большие масса, габариты и энергопотребление;

- неполное использование поверхности экрана для видеоизображения, значительная нелинейность растра и сложность ее коррекции;

- вредные для здоровья человека излучения. Поэтому кроме ЭЛТ в мониторах используются малогабаритные устройства визуального отображения информации, выполненные в виде тонкой плоской панели.

1.2 Жидкокристаллический монитор

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам.

Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров.

Сегодня они достигли 17" размеров для использования в ноутбуках, а для настольных компьютеров производятся 21" и более LCD-мониторы.

Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.

Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. Схематическое устройство красного субпиксела ЖК-монитора показано на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 Схематическое устройство красного субпиксела ЖК-монитора

В отсутствие напряжения кристаллы выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит практически без потерь.

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение.

При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

Современные LCD-мониторы отличаются в первую очередь типом матрицы, остальные характеристики влияют на качество и особенности изображения не столь сильно.

1.2.1 Типы матриц жидкокристаллического монитора

Типы матриц бывают такие:

TN+film (Twisted Nematic + film) , часть "+film" означает дополнительный слой плёнки, применяемый для увеличения углов обзора, поскольку сейчас в мониторах он применяется повсеместно, то название типа матрицы зачастую укорачивается до просто "TN"

Это самый дешёвый и самый популярный тип матриц. Характеризуется относительно низким временем отклика и энергопотреблением, из недостатков наиболее существенными являются неточная цветопередача (обусловленная использованием только 6-бит на каждый цветовой канал, а недостающие оттенки получаются разными способами смешивания доступных), низкая контрастность и относительно небольшие углы обзора (особенно вертикальные). Также при отказе пикселей или субпикселей на таких матрицах в большинстве случаев они остаются постоянно включенными («горящими»).

IPS (In-Plane Switching). Все матрицы семействами технологий с общим названием In-Plane Switching изначально отличаются самыми лучшими среди всех типов матриц углами обзора и цветопередачей. Контрастность и время отклика сильно зависят от конкретной реализации этой технологии, можно отметить что IPS матрицы в среднем имеют большее время отклика, нежели TN, и худшую контрастность, нежели лучшие представители *VA матриц. Неисправный пиксель или сабпиксель на таких матрицах постоянно остаётся в погашенном состоянии.

В настоящее время известны следующие типы матриц, которые можно считать производными от IPS:

S-IPS - предложенный в 1998 году вариант IPS с уменьшенным временем отклика.

AS-IPS - технология Advanced Super IPS была разработана в 2002 году. По сути, представляет собой S-IPS с улучшенной (практически до уровня S-PVA) контрастностью.

A-TW-IPS - Advanced True White IPS. Представляет собой S-IPS панель с цветовым фильтром True White («настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и расширению цветового охвата. Этот тип матриц применяется при создании профессиональных мониторов для использования в фотолабораториях и/или издательствах.Недостатком этого и более ранних типов IPS-матриц является специфическая "фиолетовая" засветка чёрного цвета.

H-IPS - Вариант IPS, появившийся в конце 2006 года, характеризуется ещё большей контрастностью и визуальной более однородной поверхностью экрана, и в значительной мере лишён паразитной засветки (например, нет «фирменного» фиолетового оттенка при взгляде на экран с больших углов), но для этого пришлось немного пожертвовать собственно углами обзора.

E-IPS - Enhanced IPS, появился в 2009 году, имеет более широкую апертуру для преодоления одного из "врожденных недостатков" IPS - низкого процента пропускаемого света даже при полностью открытых пикселях. Это позволяет использовать менее энергоёмкие и более дешёвые системы подсветки для достижения сравнимого уровня яркости и контрастности. Также улучшены углы обзора при взгляде по диагонали, а время отклика уменьшено до 5 мс.

P-IPS - Professional IPS, наиболее радикальное усовершенствование технологии IPS, такие матрицы появились на рынке в 2010 году. Их ключевым отличием является 1024 (а не 256) градации ориентации для каждого сабпикселя, что позволяет получить полноценный 30-битный цвет, что недостижимо для любой другой LCD-технологии.

1.3 Мониторы на органических светодиодах

Следует выделить два вида таких мониторов: мониторы на светящихся полимерных полупроводниках и на органических светодиодах.

Мониторы на светящихся полимерных полупроводниках, или LEP-мониторы (Light Emission Plastic -- светоизлучающий пластик) используют эффект свечения полимеров в электрическом поле. Для работы этого дисплея требуется низкое напряжение -- всего 3 В. Эти пока что только монохромные (черно-желтые) дисплеи еще не нашли широкого применения из-за малого срока службы.

Технология изготовления LEP-мониторов во многом похожа на технологию изготовления ЖК-мониторов, но отличается материалом, из которого изготавливается экран: в LEP-мониторах используется специальный органический полимер (пластик), обладающий свойством полупроводимости. При пропускании электрического тока такой материал начинает светиться.

Мониторы на органических светодиодах (Organic Light-Emitting Diode органический светоизлучающий диод), казалось бы, могли стать решением всех проблем плоских дисплеев. Сложно сравнивать что-либо по потреблению с ЖК, так как жидкокристаллическая ячейка в рабочем режиме требует крайне малой величины тока. Однако вспомогательные средства для обеспечения её работы (драйверы, подсветка) могут потреблять весьма много или наоборот, очень мало -- определяется задачами для которых предназначен тот или иной ЖК-дисплей. Потребление OLED прямо пропорционально яркости и площади свечения.

Недостатки OLED дисплеев:

- маленький срок службы диодов некоторых цветов (порядка 2-3 лет);

- как следствие первого, невозможность создания долговечных полноценных TrueColor-дисплеев;

- дороговизна и неотработанность технологии по созданию больших и даже средних матриц.

1.4 Проекторы

Проектор -- оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.

Существую много технологий проекторов, но самыми распространенными являются: LCD, DLP технологии и проекторы на основе лазерной технологии.

1.4.1 Жидкокристаллический проектор

Жидкокристаллический проектор -- устройство, проецирующее на экран изображение, созданное одной или несколькими жидкокристаллическими матрицами.

Механической основой LCD-проекторов является твердотельная стеклянная подложка с нанесенной на неё системой управления слоем структурированного жидкого кристалла. Поэтому и LCD-проекторы дают изображение стабильное по геометрии и другим параметрам. При эксплуатации в зависимости от сюжета изображения иногда требуется только подстройка яркости и контраста изображения.

Трёхматричные проекторы могут дополнительно иметь точную подстройку сведения цвета, компенсирующую неточность изготовления крепления матриц и зеркал.

1.4.2 Проекторы на основе DLP- технологии

DLP (Digital Light Processing) -- технология, используемая в проекторах. Её создал Лари Хорнбек из компании Texas Instruments в 1987 году.

Основной элемент DLP-проектора -- это микроэлектромеханическая система (МЭМС), которая создаёт изображение микроскопическими зеркалами, расположеными в виде матрицы на полупроводниковом чипе, называемом Digital Micromirror Device (DMD, цифровое микрозеркальное устройство). Каждое такое зеркало представляет собой один пиксель в проецируемом изображении.

Общее количество зеркал означает разрешение получаемого изображения. Наиболее распространёнными размерами DMD являются 800x600, 1024x768, 1280x720, и 1920x1080 (для показа HDTV, High Definition TeleVision -- телевидение высокой чёткости). В цифровых кинопроекторах стандартными разрешениями DMD принято считать 2К и 4К, что соответствует 2000 и 4000 пикселей по длинной стороне кадра соответственно.

Эти зеркала могут быстро позиционироваться, чтобы отражать свет либо на линзу, либо на радиатор (называемый также light dump, поглотитель света). Быстрый поворот зеркал (по существу переключение между состояниями «включено» и «выключено») позволяет DMD варьировать интенсивность света, которые проходит через линзу, создавая градации серого в дополнение к белому (зеркало в позиции «включено») и чёрному (зеркало «выключено»).

1.4.3 Лазерные проекторы

Лазерные проекторы -- современные высокотехнологичные устройства, главной компонентой которых является лазерный луч. Лазерные лучи позволяют проецировать изображения с монитора компьютера, телефона, DVD-устройства на любую поверхность (потолок или стену). Уникальной особенностью проекторов является независимость качества проецируемого изображения от формы экрана проектора. Каждая точка изображения прорисовывается лазерными импульсами, которые не нужно фокусировать. Поэтому конструкция лазерного проектора не нуждается в объективе. Создаваемое лазерными лучами изображение остается четким и резким всегда!

Лазерные проекторы - относительно новый вид презентационной техники. Массовое производство лазерных проекторов началось около десяти лет назад. В настоящее время нет другой техники, которая могла бы сравниться с лазерными проекторами по качеству выдаваемого изображения.

Чрезвычайно высокое качество изображения обуславливается особенностью лазерных лучей не подвергаться рассеиванию. По качеству и четкости цветопередачи лазерный проектор обладает значительным превосходством перед DLP- и LCD- аппаратами, так как оно определяется не спектральным излучением лампы и светофильтров, а характеристиками лазерных излучателей. Лазерные проекторы могут иметь значительную мощность, поэтому технология лазерного проецирования позволяет создавать очень яркие изображения. Для получения основных цветов используются аргоновый и гелий-неоновый лазеры.

Принцип действия лазерных проекторов, независимо от производителя и габаритов аппарата, одинаков. Лазерный луч фокусируется, проходит через трафарет (логотип, гобо, слайд), а затем поступает на плоскость, стену, потолок, пол, экран и т.п.

Реалистичное изображение формируется на любой (в т.ч. и неровной) поверхности. Проекционное изображение создается с помощью сложной системой фокусировки и развертки, в которой находится специальная зеркальная система. По сути, формирование изображения лазерным проектором подобно изображению на экране ЭЛТ телевизора -- лазерные лучи «обегают» проекционный экран снизу-вверх около пятидесяти раз в секунду, а человеческий глаз воспринимает получившееся изображение как единую целую картину. Оптическая система лазерного проектора представляет собой конвертер, меняющий угол отклонения лазерного луча.

видеокарта компьютер монитор интерфейс



2. Видеоадаптер

2.1 Общие сведения

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер) - устройство, входящее в состав компьютера, которое предназначено для формирования, обработки изображения и выдачи соответствующих сигналов на устройство графического вывода - монитор. Устанавливается на материнской плате в свободный разъем AGP или PCI. Основными компонентами современной видеокарты являются: SVGA-ядро, ядро 2D-ускорителя, ядро 3D-ускорителя, видеоядро, видео- BIOS (базовая система ввода-вывода), контроллер памяти, видеопамять, интерфейс главной шины, интерфейс внешнего порта ввода-вывода, RAMDAC. Аппаратно часть этих компонентов, как правило, реализуется на одном кристалле видеоконтроллера. Структурная схема видеокарты компьютера изображена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Структурная схема видеокарты

Видеокарта, GPU (графический адаптер, graphics card, graphics adapter, display card, video card -- eng.) -- устройство компьютера, предназначенное для обработки и вывода видео (иногда и аудио) сигнала на устройство отображения информации (монитор, ТВ). Имеет необходимые порты для вывода изображения. К примеру, VGA, DVI, DisplayPort, HDMI.

Подготовленные данные (OpenGL, DirectX, Mantle) от центрального процессора, которые нужно обработать, попадают в видео (или оперативную) память и видеопроцессор начинает обрабатывать их определённым образом, для преобразования в понятный для монитора сигнал. Видеопамять (или ОЗУ) является также и буфером кадров, для более плавной картинки.

2.2 Типы видеокарт компьютера

Встроенная видеокарта (встроенная графика, integrated videocard) -- видеопроцессор встроенный в чипсет материнской платы либо в центральный процессор. Данная графическая карта является ограниченной в плане максимального тепловыделения, потому мощные видеочипы для встроенных видеокарт не используются. В современных встроенных видеочипах вполне хватает производительности для 2D и простеньких 3D игр. Также они умеют неплохо кодировать и воспроизводить HD видео благодаря встроенным декодерам.

К примеру, технология QuickSync от Intel, использует встроенное в процессор видеоядро для быстрейшего декодирования видео. По скорости, данное решение обгоняет даже многие видеокарты, основанные на декодировании с помощью технологий параллельного вычисления CUDA и OpenCL.

Встроенные видеокарты, в качестве буфера используют оперативную память (ОЗУ).

Выходы встроенных видеокарт распаяны непосредственно на материнской плате. Обычно это VGA, DVI или HDMI.

Встроенные видеокарты подойдут для ниши офисного оборудования, либо для компьютера, на котором не будут использоваться современные громоздкие игры. Также, благодаря низкому энергопотреблению, основное их применение -- портативные устройства, такие как ноутбуки, нэтбуки, планшетные компьютеры и так далее.

Самыми распространёнными встроенными видеокартами являются видеочипы Intel (GMA Series, HD Graphics). Во многих процессорах и материнских платах является установлен принудительно, но цена по этому поводу повышается незначительно (в сумме максимум +15$).

Дискретная видеокарта (внешняя, отдельная) -- второй по распространённости тип. Дискретная видеокарта вставляется в специальный слот (PCI-Express, AGP, PCI) на материнской плате компьютера или другого устройства. Имеет собственную систему питания и охлаждения. Отличается от встроенной значительно большими производительностью и тепловыделением. Зачастую, топовые видеокарты потребляют более 300W энергии при полной нагрузке.

Для дискретной видеокарты требуется удовлетворяющий её потребности блок питания. К этому стоит отнестись очень серьёзно во избежании выхода из строя блока питания, видеокарты, материнской платы или жёсткого диска. На коробке с видеокартой всегда указано какой мощности блок питания вам потребуется. Если вы имеете качественный блок питания известной марки, то можно использовать блок питания на 50-100W меньшей мощности, чем рекомендовано.

Основными производителями дискретных видеокарт являются компании NVidia и AMD. У данных производителей есть видеокарты для многих ценовых ниш начиная от 40$ и заканчивая 1000$.

Дискретные видеокарты подойдут для всех, но если в планах есть современные трёхмерные игры, то «настоящая» видеокарта, хотя бы среднего класса просто жизненно необходима. К тому же, дискретная видеокарта значительно плавнее ускоряет видео, да и большинство видео плееров умеют работать со всей вычислительной мощностью современных видеочипов. Есть возможность реализовать двойную частоту кадров и другие полезные фильтры практически без ущерба для производительности.

APU (Accelerated Processing Unit) -- система, содержащая процессор и аналог дискретной видеокарты в одном чипе.

APU AMD Fusion - кристалл включает в себя четырёх ядерный процессор и видео ядро.

APU является более предпочтительным, нежели встроенная графика. Видеокарта в APU обычно имеет достаточную производительность и универсальность для современных игр, декодирования видео и других вычислений. При этом обладает не высоким энергопотреблением и тепловыделением.

Самое главное, что может подтолкнуть на покупку APU -- низкая цена такого решения. Имея на борту процессор среднего класса, видеокарту с неплохой мощностью и архитектурой как на дискретных видеокартах, вы сможете приобрести всё это по цене одного процессора средне-высокого класса. Такое возможно благодаря интеграции процессора, контроллера памяти, контроллера шины PCI-Express и видео ядра на одном кристалле, который стоит значительно дешевле чем два или три чипа.

APU -- подойдёт для экономных, но тем не менее требовательных пользователей. Является значительно более выгодным вариантом чем встроенная графика, хотя отчасти APU тоже является процессором со встроенным видеорядом и для её нужд тоже используется оперативная память.

Главным игроком на рынке APU является компания AMD (серии A4, A8 и A10). Хотя с другой стороны, процессоры от Intel тоже в какой-то степени можно назвать APU, так как они заключены на одном кристалле с видео ядром.



2.3 Интерфейсы программирования приложений

Интерфейс программирования приложений (иногда интерфейс прикладного программирования) API -- набор готовых классов, процедур, функций, структур и констант, предоставляемых приложением (библиотекой, сервисом) для использования во внешних программных продуктах. Используется программистами при написании всевозможных приложений.

DirectX -- это набор API, разработанных для решения задач, связанных с программированием под Microsoft Windows. Наиболее широко используется при написании компьютерных игр. Пакет средств разработки DirectX под Microsoft Windows бесплатно доступен на сайте Microsoft. Зачастую обновленные версии DirectX поставляются вместе с игровыми приложениями.

Mantle -- спецификация низкоуровневого API, разработанная компанией AMD в качестве альтернативы DirectX и OpenGL. В настоящее время поддерживается лишь графическими процессорами AMD архитектуры GCN (Graphics Core Next), хотя есть предположение, что другие производители GPU могли бы реализовать её в будущем

Mantle -- это согласованное сочетание трех основных составляющих:

- драйвер в наборе программного обеспечения AMD Catalyst позволяет приложениям обращаться непосредственно к архитектуре Graphics Core Next;

- графическая карта или ускоренный процессор, адаптированные к работе с архитектурой Graphics Core Next4;

- приложение или игра, разработанные для использования всех преимуществ технологии Mantle.

Технология Mantle уменьшает загруженность центрального процессора путем предоставления разработчикам возможности «общаться» с видеокартой напрямую без «переводчика». Освобождая центральный процессор от лишней работы, разработчики могут «выжать» намного больше производительности из системы, представляя значительные преимущества игровых систем, в которых производительность центрального процессора может быть проблемой.

OpenGL (Open Graphics Library -- открытая графическая библиотека, графический API) -- спецификация, определяющая независимый от языка программирования платформнезависимый программный интерфейс для написания приложений, использующих двумерную и трёхмерную компьютерную графику.

Включает более 300 функций для рисования сложных трёхмерных сцен из простых примитивов. Используется при создании компьютерных игр, САПР, виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях. На платформе Windows конкурирует с Direct3D.

2.4 Video BIOS

Video BIOS (или VBIOS) -- это выделенный BIOS видеокарты компьютера. Поскольку видеокарта обладает собственным процессором, оперативной памятью и системой питания, ей необходим выделенный BIOS для управления.

Так же, как и системный BIOS, VBIOS предоставляет набор функций и инструкций, необходимых приложению для доступа к видеокарте, выступает в роли посредника между приложением (в основном драйвером) и аппаратной частью видеокарты. VBIOS также содержит данные о рабочих частотах и напряжениях графического процессора и видеопамяти (и ее таймингов), режимы работы системы охлаждения и прочее.

На современных видеоадаптерах VBIOS прошит в чип перезаписываемой памяти, поэтому допускается редактирование вышеописанных параметров с помощью специальных утилит и последующая прошивка уже отредактированного BIOS взамен стандартного, что часто применяется среди любителей разгона. Однако производить эту операцию нужно только со знанием дела, иначе велик риск прошить неработоспособный BIOS, получив на выходе нерабочую видеокарту.

В отличие от некоторых компонентов компьютера, видеокарта должна быть задействована еще во время загрузки компьютера для вывода информации на монитор. Для этого видеокарте требуется быть задействованной задолго до загрузки операционной системы; значит, она должна быть активирована BIOS'ом - единственной микропрограммой, представленной на начальном этапе загрузки. После запуска компьютера системный BIOS отдает команду на запуск VBIOS'а, который, в свою очередь, инициализирует работу всей видеокарты.

После загрузки операционной системы в роль посредника вступает видеодрайвер, оснащенный большим функционалом и работающий по принципу "приложение-драйвер -Video BIOS -аппаратная часть" (или напрямую "приложение-драйвер-аппаратная часть").

2.5 Виды видео интерфейсов

Интерфейс -- совокупность возможностей, способов и методов взаимодействия двух систем, устройств или программ для обмена информацией между ними, определённая их характеристиками, характеристиками соединения, сигналов обмена и т. п.

VGA -- 15-контактный субминиатюрный разъём для подключения аналоговых мониторов по стандарту VGA. В настоящее время VGA считается устаревшим и активно вытесняется цифровыми интерфейсами DVI, HDMI и DisplayPort. Крупнейшие производители электроники Intel и AMD объявили о полном отказе от поддержки VGA к 2015 году. Максимальная разрешающая способность 2048?1536, 85 Гц (2560?1600, 60 Гц в теории). Изображение VGA интерфейса показано на рисунке 2.1



Рисунок 2.1 VGA интерфейс

Digital Visual Interface (DVI) -- стандарт на интерфейс и соответствующий разъём, предназначенный для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, такие как жидкокристаллические мониторы, телевизоры и проекторы. Максимальное разрешение 2560?1600, 60 Гц. На рисунке 2.2 изображен разъем подключения DVI интерфейса.

Рисунок 2.2 DVI интерфейс

DisplayPort -- стандарт сигнального интерфейса для цифровых дисплеев. Принят в мае 2006, версия 1.1 принята 2 апреля 2007, версия 1.2 принята 7 января 2010, а версия 1.3 -- 15 сентября 2014. DisplayPort предполагается к использованию в качестве наиболее современного интерфейса соединения аудио и видеоаппаратуры, в первую очередь для соединения компьютера с дисплеем, или компьютера и систем домашнего кинотеатра. DisplayPort 1.2 имеет максимальную скорость передачи данных 21,6 Гбит/с на расстоянии до 3 метров, что больше, чем HDMI Type B (2x10,2 Гбит/c). Также поддерживает несколько независимых потоков, пропускная способность вспомогательного канала в стандарте увеличена с 1 до 720 Мбит/с.

Таким образом, через интерфейс DisplayPort 1.2 можно подключить до двух мониторов, воспроизводящих картинку размером 2560 х 1600 точек с частотой 60 Гц, либо до четырёх мониторов с разрешением 1920 х 1200 точек. При использовании одиночного монитора поддерживаемое разрешение возрастает до 3840 х 2400 точек с частотой 60 Гц, монитор с поддержкой частоты обновления 120 Гц поддерживается при разрешениях до 2560 х 1600 точек. Это позволяет стандарту DisplayPort 1.2 работать с технологиями построения стереоскопического изображения. Разъем DisplayPort интерфейса изображен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 DisplayPort интерфейс

High Definition Multimedia Interface (HDMI) -- интерфейс для мультимедиа высокой чёткости, позволяющий передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от копирования. Разъём HDMI обеспечивает цифровое DVI-соединение нескольких устройств с помощью соответствующих кабелей. Основное различие между DisplayPort в том, что разъём HDMI меньше по размеру, а также поддерживает передачу многоканальных цифровых аудиосигналов. Последняя версия HDMI поддерживает передачу данных на скорости до 18 Гбит/с, чего достаточно для трансляции видео 4K UHD (3840?2160) с частотой 60 кадров в секунду. Звуковая частота поддерживается до 1536 кГц для самого высокого качества звука. HDMI разъем показан на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - HDMI интерфейс



3. Программы тестирования видеосистемы

3.1 Geeks3D FurMark

Geeks3D FurMark - бесплатная утилита для стрессового тестирования видеокарты компьютера. Программа создает максимальную нагрузку на графический адаптер, измеряя при этом его производительность и температурный режим работы. FurMark пользуется популярностью у лиц, занимающихся ремонтом и настройкой компьютерной техники. FurMark позволяет менять режим тестирования, указывая разрешение картинки и некоторые другие параметры. Тест можно запускать бессрочно, или же на фиксированное время, определяя таким образом количество обработанных видеокартой кадров за определенный период. Произведя тестирования нескольких графических адаптеров, можно сравнить результаты и определить самый производительный из них. Скриншот окна программы изображен на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Программа Geeks3D FurMark

Полезной утилита FurMark может стать также для проверки стабильности работы графического адаптера после его разгона. Если он пройдет тест при помощи FurMark, значит и в процессе повседневного использования он будет работать надежно и без сбоев.

Интерфейс FurMark понятный и простой. Русский язык отсутствует, но это даже не замечается. Программа бесплатна. Каких-то особых требований к программному или аппаратному обеспечению компьютера нет.

3.2 GPU-Z

GPU-Z -- бесплатная прикладная программа для отображения технической информации о видеоадаптере (видеоконтроллере/видеокарте/видеомодуле), работающая под ОС Microsoft Windows. Программа отображает технические характеристики графического процессора и его видеопамяти, то есть определяет производителя и название видеоадаптера, тип видеопроцессора и его характеристики, размер и тип видеопамяти, дату и версию видео БИОС, дату и версию видеодрайвера, а также показывает поддерживаемые видеопроцессором графические технологии и стандарты. Окно программы изображено на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - окно программы GPU-Z



Программа GPU-Z может заодно дополнительно определить температуру и частоту ядра, частоту видеопамяти и скорость вращения кулера и провести онлайн сравнение устройства с другими аналогичными продуктами.

3.3 PixPerAn

PixPerAn - программа для тестирования ЖК-мониторов. Данная утилита содержит ряд тестов, которые нацелены на то, чтобы определить недостатки, связанные с инертностью картинки ЖК-монитора. Если на экране показываются динамические сцены, например, в фильмах, некоторые мониторы могут оставлять неприятные шлейфы разных цветов. Данная программа при помощи тестов создает такие условия, при которых эти недостатки будут наиболее заметны.

PixPerAn можно использовать и для проверки рабочего состояния видеокарты - при быстрой смене изображений будут заметны любые "подтормаживания". Кроме этого, утилита в реальном времени показывает загруженность процессора, текущие параметры дисплея, а также скорость прорисовки кадров в секунду и количество пропущенных кадров.



Литература и техническое обеспечение

1. Степаненко О. С. Первая помощь ПК. Анализ сбоев и устранение неполадок. Издательский дом «Вильямс», 2009.

2. Батыгов М., Денисов О. Графические адаптеры для персональных компьютеров Компьютер-ПРЕСС, 2010.

3. Гук М. Аппаратные средства PC. Энциклопедия. -- СПб.: Питер Ком, 2008.

4. Пур А. Будущее технологии отображения. PC Magazine/Russian Edition, 2007.

5. Гилмор С. ЗО-ускорители реального времени «Мультимедиа», 2011

6. Борзенко А. Мультимедиа-мониторы. Компьютер-ПРЕСС, 2012

Размещено на Allbest.ur