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單元三

單元三. 陰極射線管與影像顯示器. 單元三 陰極射線管與影像顯示器. 3-l CRT 簡介 3-2 陰極射線管顯示器掃描原理 3-3 字元的產生與顯示 3-4 顯示幕的捲動與分頁 3-5 影像反相、閃爍與暫停和亮度控制 3-6 光筆輸入與觸摸式螢幕 3-7 彩色顯示器 3-8 如何將電視接收機作為影像顯示器使用. 3-1 CRT 簡介. CRT(cathode-ray ． tube) 陰極射線管

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單元三

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Presentation Transcript

  1. 單元三 陰極射線管與影像顯示器

  2. 單元三 陰極射線管與影像顯示器 • 3-l CRT簡介 • 3-2 陰極射線管顯示器掃描原理 • 3-3 字元的產生與顯示 • 3-4 顯示幕的捲動與分頁 • 3-5 影像反相、閃爍與暫停和亮度控制 • 3-6 光筆輸入與觸摸式螢幕 • 3-7 彩色顯示器 • 3-8 如何將電視接收機作為影像顯示器使用

  3. 3-1 CRT簡介 • CRT(cathode-ray．tube)陰極射線管 • 是由電子槍內的陰極發射電子束，經過加速、聚焦、偏向的控制，使電子束以極快的速度。射向塗有螢光物質的螢幕而發光，產生影像的一種真空管。 • 廣泛的使用在電視、示波器、雷達上。 • 在微電腦系統中則為一種顯示電腦的資料和訊息的週邊設備，通常以影像顯示器，CRT顯示器或直接以顯示器稱之。 • 具有監視微電腦的工作情形及顯示訊息的功能，因此有人稱為監視器(monitor)，主要功能在於顯示文數資料或圖形，它是微電腦系統中最重要的輸出設備。 • 某些電腦系統中，則可從螢幕上輸入有關資料，此即稱之為觸摸式螢幕，在這種狀況下，它具有輸入功能。

  4. 3-l CRT簡介 • CRT顯示器其結構和一般電視機大致一樣，但具有較高的解像度和更穩定的畫面，內部沒有射頻(RF、中頻(IF)放大電路和解調電路。 • 它是一個獨立的週邊設備，透過視頻顯示介面電路和微電腦連接，供顯示之用。若是與鍵盤配合使用則具有輸入功能，即稱為終端機(terminal) • CRT顯示器依其螢幕對角線尺寸可分為9吋、12吋、14吋、15吋、 17吋、19吋及21吋等數種，以17吋最常見。 • 依其顯示能力則分為單色CRT顯示器和彩色CRT顯示器。

  5. 3-l CRT簡介 • 一般CRT顯示器以顯示文字、符號、數字為主。顯示圖形為輔 • 以IBMPC微電腦為例， • 文字畫面 • 可顯示24列 (row)的文字及一列的功能鍵提示，共25列。每列可顯示80字元 • 一個畫面可顯示 80字元/列 x 25列=2000字元 • 每一字元以二個位元組(1存ASCII碼，一存屬性)存放時，即須4000位元組的記憶體。 • 單色圖形畫面 • 每一字元均以點矩陣組成。 • 以8x14點矩陣字型計算．水平方向每列的點數為 8點×80=640點，垂直方向則為 14點×25=350點， • 每一點以一位元代表則為 640點x350點的解析度，共須224000數元(bits)，即須28000位元組的記憶體 ．才能儲存一個單色的圖形畫面的資料。 • 若是彩色圖形畫面則需更大量的記憶體 • 目前微電腦系統大都具有中文顯示能力，一般以每一中文字顯示16×15點矩陣字型為主，某些中文系統則使用24x24點矩陣字型，所顯示的文字品質更高，字型更美觀。

  6. 3-2 陰極射線管顯示器掃描原理 • CRT顯示器和一般電視機一樣，利用掃描的方式來描繪出字元影像。

  7. 3-2 陰極射線管顯示器掃描原理 • 由裝在電子槍內的陰極連續射出電子束，和用水平和垂直偏向線圈的控制，使電子束產生偏向，由螢幕的左上方向右掃描，再回描到左方，繼續向右方掃描 • 由左向右掃描是由水平偏向線圈控制，由上向下掃描則由垂直偏向線圈所控制 • 掃描的方式 • 飛越掃描(或稱交錯掃描、間接掃描) • 逐條掃描(或稱非交錯掃描) • 目前CRT顯示器大都採用非交錯掃描的方式。 • 將文字或圖形產生器的影像信號加到陰極，控制其發射的電子束的量，使螢幕上某點亮或暗，藉著數條掃描線的亮點組合，即可顯示文字或圖形。

  8. 3-3 字元的產生與顯示 • 3-3-1 字元的產生與顯示 • 螢幕上的每一字元均是螢幕上圖素的矩陣組合，每一個亮點皆為一個圖素pixel • ASCII字元的點矩陣圖形資料以二進制的方式儲存在僅讀記憶體中。 • 字元或圖形產生器負責依所欲顯示的字元將其圖形資料取出存於相對應的記憶體中，再依序取出組合成影像信號，控制每一掃描線上各點的亮、暗。 • 以5×7點矩陣為例， • 每字有七列。每列有五個點 • 每一字元的圖樣由35個光點組成 • 亮點轉為3V的影像信號電壓 • 不亮的點則為1．5V的信號電壓 • 合併各字元的第一列的資料 • 成一條掃描線的影像信號

  9. 3-3 字元的產生與顯示 • 倚天中文系統中，中文字以16×15的點矩陣顯示。 • 每個字佔30Bytes (16×15÷8=30) • 字形存放在STDFONT.15檔案中。 • 檔案長度為 39282O Bytes，共有存放13094個中文字 (15094×30=392820) • 24x24字形存在STDFONT.24檔案中，每個字佔72Bytes • 在Windows 9X中使用的字形則以字根組合方式的向量字形，顯示時再轉為略似點矩陣方式再顯示。 • 螢幕解析度標準是72DPI。一個字若以12點表示即代表為每吋可顯示6個字。以24點表示該字尺寸為三分之一吋(24/72=1/3)

  10. 3-3 字元的產生與顯示

  11. 3-3 字元的產生與顯示 • 3-3-2 字元的產生與顯示 • 掃描線產生器 • 由字元位址送到某一記憶體位置，送出ASCII字元碼。以此ASCII碼做為位址，將字元產生器ROM內的字型圖樣取出，由視頻電路送出合成的視頻信號供掃描用 • 顯示器以每秒60次的速度更新畫面，因此，必須有一個再新記憶體(reneshmemory)來儲存新的畫面資料

  12. 3-3 字元的產生與顯示 • 3-3-3 轉換成串行視頻信號 • 字元產生器所產生的點矩陣字元圖樣(Pattern)為一並行資料，必須轉成串行的視頻信號，才能送至顯示器顯示。

  13. 3-3 字元的產生與顯示 • 複合視頻信號(comnpositevideos;gnal)通常包含下列四種資料: • 表示字元圖樣的矩陣點信號， • 游標控制用的閃爍信號。 • 游標信號。 • 垂直及水平同步信號。

  14. 3-4 顯示幕的捲動與分頁 • 一個畫面僅能顯示80字，25列,需透過捲動或分頁功能來顯示其它部份 • 捲動依其方向可分為向上、向下、向左及向右四種。 • 向上捲動的動作是將畫面往上移動，在下方加入新的一行，而原來最上面的一行則消失，第二行變為第一行， • 向下捲動則反向處理。 • 捲動的動作是由程式及CRT控制電路來控制完成的。 • 分頁是一種一次捲動一頁的方式，在分頁時，每次顯示不同頁的書面，舊頁的資料將被新頁的資料所取代， • 它是一種快速的換頁動作，在作文書處理時特別有用。 • 為了達到快速換頁的動作，通常需要大量的記憶體，來保存數頁的資料 • 換頁時，只需透過程式控制，將指標指向不同的記憶體位址，即可迅速換到另一頁書面，產生分頁的效果。

  15. 3-4 顯示幕的捲動與分頁

  16. 3-5 影像反相 、閃爍與暫停和亮度控制 • 顯示器在正常顯示狀態是黑底白字的方式 • 背景是黑色 • 亮的是字元 • 每一個字佔用2個bytes記憶體 • 低位元組儲存該字的ASCI碼， • 高位元組儲存屬性

  17. 3-5 影像反相 、閃爍與暫停和亮度控制 • 培基語言(BASlC)中有一個COLOR敘述可設定顏色。 • COLOR 前景顏色。背景顏色 • 背景顏色值在0一7之間 • 前景顏色值在0一31之間 • 0一7為低亮度不閃爍的8種顏色 • 8一15為高亮度不閃爍的8種顏色 • 16?3為低亮度閃爍的8種顏色 • 24一31為高亮度閃爍的8種顏色 • 在彩色顯示器中可以不同顏色組合來強調畫面上的重點，但在早期單色畫面顯示器中要強調重點只能採用下列方法: • 反相(inverse):即設為白底黑字，凸顯重點。 • 閃爍(fnashing):利用亮度屬性，產生一閃一滅的畫面以強調重點。 • 亮度(intensity):即利用高低亮度差異，凸顯重點所在。 • 加底線(underllne):當前景顏色為9，背景顏色為1時，在文字下方會出現底線，如同畫重點一般。 • 暫停(Pause):是由程式控制顯示方式，當顯示畫面滿一整頁時，即停止不動，並在最下一列顯示"more?"表示還有更多，或顯示"Press anykey to continue"，告訴使用者，看完之後按任一鍵即可繼續顯示下一頁。

  18. 3-6 光筆輸入與觸摸式螢幕 • 光筆(light pen) • 外型和鋼筆很相似。內部有一光敏裝置(光電晶體或光纖維束) • 利用一個透鏡將光點聚焦在光筆的感光器上。就如同將游標移到螢幕上的某一位制，可指定顯示器上的位置一般， • 光筆也可以指定螢幕上某點的位置，或取出該點的水平和垂直座標值，且其座標可為圖樣元素的位置，較游標的字元位置更精細。 • 光筆所感測的光點是CRT顯示器上電子束撞擊螢幕所產生的螢光點。 • 將光筆置於螢幕上某點時，在掃描的電子束通過該點而發光時，內 • 部的光感知器將因螢光的照射而導通，一個脈波即送到CRT控制電路，產生一個岔斷信號，CPU在加以檢查之後，即可得知該點的水平及垂直座標位置

  19. 3-6-2 觸摸式螢幕 • 觸摸式螢幕(touch –sensitive-screen，簡稱TSS)。 • 以螢幕代替鍵盤的功能，達到相同的輸入結果． • 其主要技術有: • 感測由音頻筆產生的聲音。 • 感測螢幕區的電容量的變化。 • 感測光電效應的變化。 • 當音頻筆接觸到螢幕時會產生一個超音波，在接觸到的瞬間，啟動來累計時鐘脈波，置於螢幕四周的超 聲波接收器，可檢知超聲波的到達時間(音速為33lmm/ms)，到達時間…與距離成正比，藉此即可測知其座標位置。

  20. 3-6-2 觸摸式螢幕 • 電容變化位置感知器 • 一種由透明塑膠板製成的電容板陣列，每一片板都是一個電性分離的接觸平面。以手指觸壓時，該板的電容量即產生改變，以螢幕上所繞的特殊電路將訊號送到控制器，藉著一個或數個電容量的變化即可測知被測的位置。 • 另一種觸摸式螢幕的四周由許多成對的光電元件組成，即一個紅外線發光二極體和一個紅外線光接收器，利用掃描的方式，逐一使紅外 線發光二極體發光，使對面的接收器導通，當手指觸摸到螢幕時，阻止光線的通過，使相對的接收器不導通，經程式檢查之後，即可偵知該點座標。 • 感測電阻值變化的電阻式觸摸式螢幕 • 利用極細的透明金屬線十字交叉分佈在螢幕上，平時二者末接觸，當手指指向螢幕時，壓力使其導通，透過軟體去偵測在水平及垂直的座標位置值，並將結果傳送給cpu處理。

  21. 3-7 彩色顯示器 • 彩色影像顯示器的映像管和單色顯示器的映像管的不同點在於使用三個電子槍來發射電子束，分別撞擊彩色螢幕上的紅、綠、藍三個色點。彩色顯示器顯示的顏色是由紅、綠、藍(RGB)三個色光的組合所決定 • 紅十綠=黃(yellow) • 藍十綠=青(cyan) • 藍十紅=洋紅(magenla) • 黃十藍=白(wblte) • 青十紅=白 • 洋紅十綠=白 • 紅十綠十藍=白 • 飽和度即指色彩被摻入灰色的程度 • 亮度則是指色彩光亮的程度， • 在學理上我們是以亮度和飽和度來分辨不同的色彩。

  22. 3-7 彩色顯示器 • 彩色顯示器的影像單元除了亮度不同外，還要以受RGB三個色光的比例的影響。而每一顏色均需相同的記憶體，來儲存影像資料，因此所需記憶體為單色顯示器的三倍。 • 在許多電腦輔助繪圖軟體中，大都使用高解析度的彩色顯示器，除了可以繪製圖形外，還可以藉著顏色的不同來顯示線條或圖形，使圖形的繪製更為簡易、清楚。

  23. 3-7 彩色顯示器

  24. 3-7 彩色顯示器 • 將R、G、B均以5bits表示時將產生 25×25×25=32x32x32=32768種顏色，再加1bit的亮度就可產生65536種顏色，稱之為高彩(HighColor) • RGB均以8bits表示。即有f677萬色，稱為全彩(True Color)

  25. 3-7 彩色顯示器 • 主要的顯示卡大約有下列數種: • 1．VGA:視頻顯示卡。解析度為640x480點，可顯示256色，此卡 • 開始運用數位類比轉換技術，將可顯示的顏色數提高，目前新的 • VGA模式利用索引的方式從1677萬色中顯示256色。 • 2．SVGA:超級視頻繪圖卡，此卡其實只是一種統稱並非固定標準， • 解析度有800x600，1024x768，1280x[024及1600xl200四種， • 最高可支援到32bit色階，要視顯示上所用的記憶體容量而定， • 可分為 • (1)高彩(high color):使用15bit時為32768色。使用16bit時可 • 達65536色。 • (2)全彩(True color):使用24bit，可顯示28x28x28=256x256x256 • =16777216色，如果使用32bit時可達4294967296色。

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