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《计算机维修技术 第3版》第07章 显示系统结构与故障维修2013【A】

发布时间:

计算机维修技术 第3版
第7章 显示系统结构与故障维修
易建勋 编著

清华大学出版社 2013年8月

作者声明
本课件随教材免费赠送给读者,读者可自由播放、复制、分 发本课件,也可对课件内容进行修改。 课件中部分图片来自因特网公开的技术资料,这些图片的版 权属于原作者。 感谢在因特网上提供技术资料的企业和个人。 本课件不得用于任何商业用途。 课件版权属于作者和清华大学出版社,其他任何单位和个人 都不得对本课件进行销售或修改后销售。

作者:易建勋 2013年8月

第7章 显示系统结构与故障维修
7.1 视频图形显示技术
7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.4 7.1.5 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 分辨率与显示模式 RGB色彩模型 位图和矢量图形 3D图形处理技术 DirectX图形处理 独立显卡基本结构 集成显卡基本结构 显卡接口技术规格 显卡主要技术性能 显卡常见故障维修

7.3 LCD工作原理与组成
7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5 液晶的光电特性 液晶面板的结构 TFT基本结构 LCD触摸屏技术 LCD技术性能

7.2 显卡结构与故障维修 7.4 LCD电路与故障维修
7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.4.4 7.4.5 LCD面板基本电路 LCD主板基本电路 LCD电源基本电路 LCD高压板基本电路 LCD常见故障维修

7.1 视频图形显示技术

7.1.1 分辨率与显示模式

1.显示分辨率
屏幕显示的像素点越多,图像越清晰。 显示器分辨率=水*像素点X垂直像素点。
例如:分辨率为1024×768的显示器,表示显示器水* 方向能够显示1024个像素点,垂直方向能够显示768个 像素点。

7.1.1 分辨率与显示模式 【补充】关于分辨率
不同LCD分辨率相同时,LCD 尺寸越大,显示的图形 越大,图形越粗糙。 同一台LCD中,分辨率越高,显示的文字越小,看起 来越费力,但是图形越细腻。 LCD上文字的大小与LCD的点距有关,点距越大,显 示的文字越大。 LCD只有一个最佳分辨率; 其他分辨率下图像会变形。

Windows中,显示器分辨率可调整

7.1.1 分辨率与显示模式 显示分辨率与文字的视觉效果
LCD分辨率低 LCD分辨率高

7.1.1 分辨率与显示模式 【补充】苹果iPad文字显示效果对比

7.1.1 分辨率与显示模式 显示器分辨率

Windows中,文字显示大小可以调整

7.1.1 分辨率与显示模式

2.显示色彩
人眼对色彩的辨别很敏感。
同样分辨率下,显示色彩的等级越多,图形越精细。 图像色彩的数比分辨率重更重要。

7.1.1 分辨率与显示模式 【补充】图像色彩与分辨率的比较

7.1.1 分辨率与显示模式 色彩深度(色彩位数)
色彩的深度指RGB(红绿蓝)量化的等级。 大部分LCD的色彩深度为32位,即:记录屏幕上一个 像素时,R=8bit,G=8bit,B=8bit,Alpha(透明度) =8bit,这样色彩记录范围可以达到232=42亿种。

8bit=256级

7.1.1 分辨率与显示模式 3.显示模式 显示模式是一种设计标准,它规定了显示器的分 辨率、色彩数量等技术指标。 显示模式标准SPWG(液晶面板标准工作组)制定。 屏幕宽高比
4:3(早期屏幕比例); 16:9(HDTV屏幕比例); 16:10(计算机显示器屏幕比例)。 21:9(苹果屏幕比例)。

7.1.1 分辨率与显示模式 分辨率与显示模式

大部分宽屏LCD采 用16:10的长宽比

SPWG标准规定的显示模式

7.1.1 分辨率与显示模式
21:9显示器

7.1.2 RGB色彩模型

1.CIE 1931色度图
色彩是人大脑对物体的一种主观感觉。 加色法原理
颜色由基本色光按 不同比例混合而成。

7.1.2 RGB色彩模型 CIE 1931色度图
①环绕色度图边沿的颜色是 光谱色; ②边界代表光谱色的最大饱 和度; ③边界上的数字表示光谱色 的波长; ④轮廓包含所有的感知色彩; ⑤自然界中各种实际颜色都 位于闭合曲线内。

7.1.2 RGB色彩模型

2.RGB色彩模型
R=红,G=绿,B=蓝。 RGB模型广泛用于显示器、电视机等主动发光的 产品中。

7.1.2 RGB色彩模型

3.CMY色彩模型
Cyan=青,Magenta=品红, Yellow=黄。 CMY模型应用于各种被动发光产品。

7.1.3 位图和矢量图形

1.位图(点阵图形/图像)
位图由多个像素点组成。 位图放大时,容易出现马赛克现象。 缩小位图时,也会使图像变形。 视频图像由大量位图组成,只是连续播放,达到 动态效果。 位图表达的图像逼真,但是文件较大。

7.1.3 位图和矢量图形 24位色彩深度的位图

7.1.3 位图和矢量图形

2. 矢量图形(Graphic)
矢量图是用数学方法描述的图形。 矢量图采用计算公式和特征点参数对图形进行表 示和存储。 显示或打印矢量图时,要经过一系列的数学运算 才能输出图形。 矢量图可以人工绘制;也可由计算公式生成。

7.1.3 位图和矢量图形 人工绘制的矢量图

7.1.3 位图和矢量图形 计算公式生成的矢量图(分形图)

7.1.3 位图和矢量图形 矢量图优点
图形的尺寸任意变化而不会损失图形的质量; 可以只修改图中的某一物体,不会影响其他物体; 占用存储空间较小,图形输出时质量较高。

矢量图缺点:
难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果; 显示图形时计算时间较多; 无法用廉价设备,将图形矢量化; 人工设计矢量图形时,工作量特别大; 目前没有统一的标准和格式。

7.1.3 位图和矢量图形

3.位图与矢量图形的比较

7.1.4 3D图形处理技术

1.3D动画处理流程
处理流程
场景设计→几何建模→纹理映射→灯光设置→摄影机 控制→动画设计→渲染→后期合成→光栅处理→帧缓 冲→信号输出等。

最重要的工作是几何建模和渲染。

7.1.4 3D图形处理技术 3D图形的生成与处理

几何建模 光照处理 渲染

7.1.4 3D图形处理技术

2.几何建模
利用软件在计算机中绘制出角色模型。 常用软件:3DSMax、AutoCAD、Maya等。 建模方式:
多边形建模:将复杂的图形用许多小三角表示; 样条曲线建模:用样条曲线建立一个光滑的曲面。

简单物体的多边形顶点只有十几个; 复杂模型的顶点有几百万个; 顶点越多,消耗的系统资源也越多,运行速度越慢。
例:一个复杂的人物模型会有200万个多边形。

7.1.4 3D图形处理技术 人物的几何建模

三角形较少

三角形较多

7.4.2 三维动画基本知识

室外场景建模

场景初步渲染

700万个三角形 面的效果

9.1 图形显示技术

几何建模

三角形较多

7.1.4 3D图形处理技术

3.渲染
将3D模型和场景转变成静止图片的过程。 渲染的核心工作是光照和贴图; 渲染效果由设计师配置,软件自动生成。 高分辨率的图形渲染特别耗时。

7.1.4 3D图形处理技术 3D图形的渲染

7.1.4 3D图形处理技术 人物的几何建模 室外场景渲染

7.1.4 3D图形处理技术

4.纹理映射(贴图)
纹理指表示物体表面细节的位图。 纹理映射:将位图贴到物体3D框架表面。 纹理映射是显卡中GPU最繁忙的工作之一。

7.1.4 3D图形处理技术 人物的几何建模 3D建模 初步渲染

贴图

最终效果

7.1.4 3D图形处理技术

5.图形抗锯齿技术
显示倾斜物体的边缘,弯曲的边缘时,很容易出 现锯齿现象。 消除图形锯齿的方法:
提高图形分辨率,但是增加了显卡处理负担; 将图形边缘像素的前景色和背景色进行混合计算,用 第3种颜色来填充该像素(如抖动技术)。

抖动技术
它通过改变像素的灰度等级排列,得到一种过渡色调 ,使曲线边缘看起来更加*滑一些。

7.1.4 3D图形处理技术 抖动抗锯齿技术

7.1.4 3D图形处理技术 抗锯齿效果对比

8.1 图形显示技术

8.1.4 3D图形处理技术

7.1.5 DirectX图形处理 DirectX是微软公司的一组游戏编程接口。 DirectX组成:
显示部分 声音部分 输入部分 网络部分

DircetX 10的主要目标是最大地限度地降低CPU 负载,增强显卡处理效能。

7.2 显卡结构与故障维修

7.2.1 独立显卡基本结构

1.独立显卡的基本组成
显卡功能
协助CPU进行图形处理,将信号转换为显示器能够接 收的方式。

主要部件:
图形处理芯片GPU; 显存芯片; 供电电路; 总线接口PCI-E; 信号输出接口DVI等; 散热部件及其他电子元件。

7.2.1 独立显卡基本结构 独立显卡基本组成

7.2.1 独立显卡基本结构 独立显卡基本组成

7.2.1 独立显卡基本结构 独立显卡基本组成

7.2.1 独立显卡基本结构 GPU统一流水线结构
通过流处理器(SP)动态分配各种操作; 顶点着色、几何着色和像素着色合并成一个渲染流程, 每个流处理器都可以进行顶点计算、几何计算和像素 计算; 流处理器可以并行运行。

7.2.1 独立显卡基本结构 G200图形处理芯片基本结构

7.2.1 独立显卡基本结构 G200核心技术参数:
65nm工艺制造 集成14亿个晶体管 核心频率为602MHz 着色器频率为1.296GHz 240个SP(流处理器) 80个TF(纹理过滤单元) 频率为500MHz

7.2.1 独立显卡基本结构 GPU结构
SP核心 设置 线程调度 TF纹理

帧缓存

光栅化

7.2.2 集成显卡基本结构 集成显卡已经成为一种发展趋势。 集成方案
集成在CPU内部 集成在北桥芯片内部

集成显卡会占用内存,令微机性能降低。 Intel集成显卡经历了5代产品的发展。

7.2.2 集成显卡基本结构 Intel GMA集成图形核心技术参数
技术指标
Intel GMA核心
推出日期 核心时钟频率


GMA X4500
2008年(5代) 640 MHz GMA X3000 GMA X3100 GMA X3500 2007年(4代) 400~667






GMA 900 GMA 950
2005年 340

GMA 3000 GMA 3100
2006年(3代) 400~667

Extreme Graphics Extreme Graphics 2
2002年(1代) 200~320

RAMDAC频率
配套芯片组 最大显存

350MHz
G45/G43/G41 384 MB

300
G35/GM965 384

300
G33/965G 256~384

400
945G//915G 192~224

350
810/815G/845G/865G 64

最大显存带宽
像素渲染流水线

12.8 GB/s
10SP + 10ROP

12.8
8SP

10.7~12.8
4条

8.5~10.7
4条

2.1~6.4
1条

7.2.3 显卡接口技术规格 显卡接口

7.2.3 显卡接口技术规格

1.VGA接口
VGA接口是显卡输出的模拟信号接口。

7.2.3 显卡接口技术规格

2.DVI接口结构与性能
DVI接口采用TMDS微分信号机制,将显卡中的 数据编码,并通过串行连接进行传输。 DVI 提 供 1.65Gb/s 的 带 宽 , 可 满 足 1920×1 080@60Hz的显示要求。

7.2.3 显卡接口技术规格 DVI与VGA接口显示效果比较

7.2.3 显卡接口技术规格

3.HDMI接口

HDMI是数字音频视频接口,它用于DVD影碟机、 数字电视机、显示器等。

7.2.3 显卡接口技术规格 【补充】雷电接口

DVI

【补充】电视机接口 7.2.3 显卡接口技术规格

DVI

7.2.3 显卡接口技术规格 【补充】显示卡安装

7.2.3 显卡接口技术规格 【补充】显卡与LCD的连接

7.2.4 显卡主要技术性能 GPU决定显卡性能的高低,核心部件。 常见GPU芯片:
NVIDIA(英伟达)公司:Geforce系列 AMD(超微)公司:Radeon系列。

显存用来保存GPU处理过程中的临时性数据,以 及GPU处理好的各帧图形数据。

【补充】 2013年独立显卡天梯图

7.2.1 独立显卡基本结构
NVIDIA系列 独立显卡基本组成 AMD系列

7.2.1 独立显卡基本结构

【补充】2013年台式机显卡天梯图

【补充】2012年笔记本显卡天梯图

7.2.4 显卡主要技术性能
华硕GTX690-4GD5显卡技术参数(市场价8499,2013年8月)
显卡核心
芯片厂商:NVIDIA 显卡芯片:GeForce GTX 690 显示芯片系列:NVIDIA GTX 600系列 制造工艺:28纳米 核心代号:GK104 核心频率:915/1019MHz 显存频率:6008MHz RAMDAC频率:400MHz 显存类型:GDDR5 显存容量:4096MB 显存位宽:512bit 最高分辨率:2560×1600 散热方式:散热风扇 总线接口:PCI Express 3.0 16X I/O接口:Mini DisplayPort雷电接口/三DVI接口 外接电源接口:8pin+8pin

显卡频率 显存规格

显卡散热 显卡接口

物理特性
其他参数

3D API:DirectX 11.1 流处理器(SP):3072个
支持HDCP:是 供电模式:14相 产品尺寸:280×112×48mm 其他特点:支持NVIDIA SLI技术,支持PhysX物理加速技术,支持节能技术,支持显卡四屏输出, 显卡功耗:300W,电源需求:700W以上

7.2.5 显卡常见故障维修
显卡常见故障现象
故障现象
黑屏 花屏

故 障 主 要 原 因 分 析
12V电源插座接触不好;ATX电源供电不正常;驱动程序错误;显卡硬件损坏 ;芯片烧毁;总线接口接触不良等 外部电磁干扰严重;显卡与显示器不兼容;软件版本不支持显卡;GPU发热; 显存错误;VGA或DVI接口接触不良;不支持某种分辨率图形等

偏色
显示效果不好 出现异常竖线或图案 启动时屏幕上有乱码 只能显示256色 驱动程序不能安装

环境干扰严重;信号输出接口接触不好;总线接口金手指接触不良等
驱动程序错误;不支持过高的DriectX版本;GPU发热;显存错误等 显存出现问题;总线金手指与主板接触不良;计算机病毒 主板与显卡接触不良等 驱动程序错误 计算机病毒;与常驻内存程序冲突;不支持某些操作系统等

驱动程序自动丢失
开机后一长两短鸣笛

显卡质量不佳;显卡与主板不兼容;显卡温度太高等
显卡接触不好;显卡损坏等




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