Видеосистема

Лабораторная работа № 19

Тема:Исследование работы дисплея ПК

Цель работы:Определение типа монитора, видеоадаптера, изучение принципа действия монитора и его характеристик.

Теоретические сведения

Видеосистема

В операционной системе Microsoft Windows XP предусмотрена возможность выбора графического режима и настройки параметров видеосистемы компьютера, включающей монитор и видеоадаптер.

Графическая информация в видеосистеме представлена в дискретной форме. В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация.

Пространственная дискретизация –перевод графического изображения изаналоговой формы в цифровой компьютерный формат путем разбивания изображения на отдельные маленькие фрагменты (точки), где каждому элементу присваивается код цвета. Пространственную дискретизациюизображения можно сравнить с построением изображения из мозаики.

Качество кодирования изображения зависит от двух параметров.

Во-первых,качество кодирования изображения тем выше,чем меньше размерточки и соответственно большее количество точек составляет изображение.

Во-вторых,чем большее количество цветов,то есть большее количествовозможных состояний точки изображения, используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации).

Совокупность используемых в наборе цветов образует палитру цветов.

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения,которое формируется из определенногоколичества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек – пикселей (от англ. «picture element»–элемент рисунка).

Пиксель –минимальный участок изображения на экране заданного цвета.Пиксели образуют матрицу (растр) из фиксированного числа строк и столбцов.

Прежде всего качество изображения определяется разрешающей способностью монитора,т.е.количеством точек,из которых оно складывается.

Характеристика, указывающая количество пикселей по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью или просто разрешением.

Разрешение монитора определяет качество изображения на экране монитора.

Разрешение определяется числом горизонтальных и вертикальных элементов изображения (пикселей), которые используются для формирования изображения на экране монитора. Пиксель представляет собой ясно видимую светлую точку на мониторе. Обычно число пикселей предопределяется производителем графических плат и мониторов ПК. Самое больше число пикселей, поддерживаемое монитором и графической платой, называется максимальным разрешением. Пример максимального разрешения – 1280 x1024, которое означает, что экран состоит из 1280 горизонтальных пикселей и 1024 вертикальных пикселей. Чем более высокое разрешение задано, тем четче отображается на экране изображение. Разрешение изображения, как и в случае с цифровыми фотоаппаратами, измеряется возможным количеством мегапикселей.

Максимальное разрешение монитора ПК и число цветов, которое может отобразить монитор, определяется двумя факторами: возможностями монитора; возможностями графической платы, особенно объемом встроенной памяти.

Чем больше разрешающая способность, то есть чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются следующие основные разрешающие способности экрана: 800600, 1024  768, 1280  1024, 1600  1200 точек и др.

Растровые дисплеи работают в прямоугольной системе координат. Каждый пиксель характеризуется координатами – парой чисел (х, у). Начало растра находится в левом верхнем углу экрана.

Качество изображения также определяется глубиной цвета. Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480 000 точек). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний – «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти, и могут иметь различную глубину цвета.

Характеристика, показывающая, каким количеством битов закодирован каждый пиксель экрана, называется глубиной цвета.

Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 и 32 бита.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: N = 2^I, где I – глубина цвета (табл. 1).

		Таблица 1
Глубина цвета (I)	Количество отображаемых цветов (N)
	2⁸	= 256
16 (High Color)	2¹⁶	= 65 536
24 (True Color)	2²⁴ = 16 777 216
32 (True Color)	2³² = 4 294 967 296

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Blue).

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, то есть для каждого из цветов возможны N = 2⁸ = 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами от минимальной – 00000000 до максимальной 11111111 (табл. 2).

Таблица 2 Формирование цветов при глубине цвета 24 бита

Название		Интенсивность
цвета	Красный		Зеленый	Синий
Черный
Красный
Зеленый
Синий
Голубой
Желтый
Белый

Графический режим вывода изображения на экран монитора определяется величиной разрешающей способности и глубиной цвета.Для того чтобы на экранемонитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера.

Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800  600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку.

Всего точек на экране: 800 на 600 = 480000. Необходимый объем видеопамяти: 24 бит * 480 000 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = 1 406,25 Кбайт = 1,37Мбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов.

Важным параметров видеосистемы является частота кадров (частота кадровой развѐртки, скорость регенерации экрана, частота синхронизации), которая зависит от свойств монитора, видеоадаптера и программных настроек видеосистемы.

Частота кадровой развѐртки монитора показывает,с какой скоростьюобновляется изображение на экране. Измеряется в герцахПри изменении изображения с частотой кадровой развѐртки менее 50-60 Гц человеческий глаз успевает реагировать на изменение картины экрана, становится заметным мерцание экрана. При этом глаза устают, может появиться головная боль. Именно поэтому разработан европейский стандарт ТСО’99, определяющий минимальную допустимую частоту кадровой развѐртки на уровне 72 Гц, а рекомендуемую – не менее 85 Гц.