Графическая и звуковая подсистемы пк. Средства мультимедиа. (Слайд 1)

1. Графическая подсистема ПК

1.1. Устройство и функции графической подсистемы

1.2. Видеоконтрол­лер

1.3. Характеристики видеоконтроллеров

1.4. Видеомониторы

1.4.1. ЭЛТ- мониторы

1.4.2. Основные пользовательские пара­метры ЭЛТ-мониторов

1.5. Плоскопанельные дисплеи

1.5.1. Развивающиеся и новейшие технологии производства видеомониторов

1.5.2. Жидкокристаллические мониторы с активной матрицей

1.5.3. Параметры ЖК-мониторов

1.6. Устройства обработки видеосигналов

2. Подсистема звука

2.1. Звуковые контроллеры (платы или карты)

2.2. Принципиальное устройство звуковой карты

2.3. Акустические системы

2.4. Формат цифрового звука Dolby Digital 5.1

3. Средства мультимедиа

3.1. Джойстики

3.2. Технические средства виртуальной реальности

3.3. Устройство шлемов (очков) VR

4. Подсистема связи

4.1. Модемы

4.2. Сетевые карты

1. Графическая подсистема пк.

Графическая подсистема ПК предназначена для оперативного отображения текстовой и графической информации в целях визуального восприятия ее пользо­вателем. Она состоит из видеомонитора (дисплея) и видеоконтроллера (видеоадаптера или видеокарты). Видеоконтроллер входит в состав системного блока ПК (нахо­дится на видеокарте, устанавливаемой в разъём системной платы, либо интегрирован в системную плату), а видеомо­нитор — это внешнее устройство ПК.

Современные графические адаптеры на аппаратном уровне и программным способом реализуют последние достиже­ния трехмерной компьютерной графики, Простое перечисление характеристик, функций и поддерживаемых технологий в спецификации видео­карты может занимать несколько страниц текста, а стоимость мощной видеокарты выше стоимости компьютера среднего класса.

Графические системы используются не только в средствах обработки информации. Ярким примером построения специализированной видеосистемы является видеотренажер современного самолета с большим количеством мониторов. Стоимость такой видеосистемы достигает 15 млн. долларов.

1.1. Устройство и функции графической подсистемы.

Графическая подсистема состоит из аппаратной и про­граммной частей (Слайд 2). Аппаратная часть включает графический контрол­лер (1), дисплей (2), а также обслуживающие их физические интерфейсы (3). Программная часть обеспечивает поддержку интерфейсов, видеокарты, дисплея и приложений на уровне BIOS, операционной системы, драйверов.

Все приложения (от простейших текстовых редакторов до программ трехмерного моделирования) обязательно используют графическую подсистему, поскольку на визуальный ряд приходится основная часть информации, выдаваемой компьютером. Приложение (4) обращается к функциям видеоадаптера при посред­ничестве драйвера (5), который выступает интерпретатором команд для графического чипсета. В соответствии с командами адаптер выво­дит на экран изображение (6).

1.2. Видеоконтрол­лер.

Видеоконтроллеры (видеоадаптеры) являются внутрисистемными устройствами, преобразующими данные в сигнал, отображаемый монитором, и непосредственно управляющими мониторами и выводом информации на их экран.

Персональный компьютер с течением времени стал неразрывно свя­зываться с графическим интерфейсом Windows и различными двух- и трех­мерными изображениями:

• 2D Graphics — это двумерная графика, которая позволяет рисовать в од­ной плоскости. Например, пользовательский интерфейс операционной системы Windows;

• 3D Graphics — это трехмерная графика, которая позволяет создавать ви­зуальное отображение трехмерного объекта на плоскости экрана. При этом видеопроцессор создает (математически рассчитывает) в видеопамя­ти трехмерный объект.

При описании построения 2- мерных и 3-мерных изображений использу­ются специальные термины:

• рендеринг (Rendering — рисование, визуализация) — это термин, обозна­чающий процесс создания изображения на экране с использованием мате­матической модели объекта и формул для добавления цвета и тени (термин рендеринг может использоваться как для обозначения всего 3D -конвейера, так и только для стадии прорисовки объекта);

• растеризация (Rasterization) обозначает процесс разделения объекта на пикселы;

• термин текстура (Texture) обозначает двумерное изобра­жение какой-то поверхности, например бумаги или металла, хранящееся в памяти в одном из стандартных пиксельных форматов;

• для создания 3D-эффектов ("мокрый камень", отражение, освещение и прочее) используются программные и аппаратные шейдеры различного типа, которые являются математическим определением или описанием эффекта;

• современные видеокарты кроме построения ком­пьютерных изображений, обрабатывают телевизионные сигналы, в том числе и нового стандарта HDTV. При оцифровке телевизионной картинки на экране монитора может появиться «гребенка» (интерлейсинг, Interlacing), которая возникает при переводе телевизионной развертки в прогрессивную, используемую в мониторах. Для исправления такого эффекта используются различные алгоритмы деинтерлейсинга (Deinterlacing).

С точки зрения схемотехники графические ускорители двумерной графики представляют собой простые контроллеры, которые принимают от цен­трального процессора команды и строят те или иные фигуры в видеопамя­ти. При работе с трехмерной графикой вначале использовались те же прин­ципы. Но требование повышения качества изображения привело к тому, что постепенно контроллер на видеокарте превратился в мощный специализированный процессор со своей особой системой команд. Т.к. построение трехмерных изображений — это множество матема­тических расчетов с плавающей запятой, то наиболее совершенные видеопроцессоры включают в себя математический сопроцессор.

Следовательно, на современной видеокарте устанавливается видеопроцессор (графический процессор), (точнее, группа процессоров на одном кристалле), не уступающий по производительности современному центральному процессору ПК. Он может самостоятельно, по управляющим командам центрального процессора, моделировать не только двух- и трехмерные изображе­ния, но и, например, выполнять декомпрессию сжатых видеоданных при воспроизведении видеофильмов. Это требует необычайно много ресурсов для хранения промежуточных результатов вы­числений и образцов текстур, которыми заливаются условные плоскости моделируемых фигур.

Именно этим и вызвано стремительное увеличение в настоящее время объёма видеопамяти. В то же время повышение разрешения изображения на экране для традиционных систем ото­бражения видеоинформации практически уже достигло потолка.

Видеоконтроллер устанавливается на системной плате как видеокарта в разъём стандарта AGP или PCI - Express (ранее использовались видеокарты стандарта PCI), либо конструктивно может быть интегрирован в системную плату, и состоит в общем виде из следую­щих компонентов (Слайд 3):

• BIOS;

• блоки обработки двухмерной графики (2D –ускоритель) и трехмерной графики (3D -ускоритель);

• блок обработки видеосигналов;

• видеопамять и контроллер памяти;

• цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) или RAMDAC (RAM —Random Access Memory (память с произвольной выборкой), DAC —Digital to Analog Converter (цифро-аналого­вый преобразователь)) – для выборки точек трех цветов монитора и определения их интенсивности;

• интерфейс шины AGP или PSI-Express;

• интерфейс основных внешних портов вывода: - SVGA (Super Video Graphics Array) – аналоговый и DVI (Digital Video Interactive) – цифровой - для цифровых мониторов;

• интерфейс дополнительных внешних портов ввода - вывода.

В качестве дополнительных компонентов на видеокарте могут при­сутствовать:

• вход для подключения телевизионного сигнала (TV-in),

• формирователь телевизионного сигнала с выходным разъёмом (TV-Out),

• блок обработки (ускоритель) сигналов телевиде­ния высокой четкости (HDTV),

• блок обработки DVD,

• телевизионный тюнер.