Zobrazovací a zvuková soustava počítače

Transkript

1 Zobrazovací a zvuková soustava počítače textový a grafický režim grafická karta analogový a digitální zvuk zvuková karta Zobrazovací soustava Je jednou z nejdražších a energeticky nejnáročnějších částí počítačové sestavy. Z části patří do kategorie periferních zařízení a to do výstupních. Soustava je tvořena 2 základními prvky: 1) Zobrazovací adaptér - tvoří obraz a je to grafická karta nebo videokarta 2) Monitor - přenáší se na něj vytvořený obraz z grafické karty Zobrazovací sostava může pracovat ve 2 základních režimech: 1) Textový režim Je to starší režim. Obrazovka je při něm rozdělena na malá políčka, z nichž každé zobrazí 1 znak. Vyhovuje hlavně psaní a čtení textu, je typický pro staré programy pracující v operačním systému MS DOS. Dnes se s ním moc nesetkáváme. Tento režim je hardwarově nenáročný a je rychlý, ale dnes zastaralý. Kromě používání písmen a číslic se používá tzv. semigrafika = znaky, z nichž je možno poskládat obrazce (např. tabulky a jednoduché obrázky). Textové zobrazení lze i obarvit, ale pouze omezeně; text může mít jinou barvu, než pozadí. 2) Grafický režim Spočívá v tom, že je na obrazovce rozprostřena matice (síť) bodů (pixelů). Pixel (bod) je nejmenší bod na obrazovce, který se dá rozsvítit nebo zhasnout. Rozsvícením určitých bodů se zobrazí (vykreslí) text či obrázek. Barevné možnosti jsou téměř neomezené, takže barvy se mohou měnit z jedné na druhou plynule. Nejdůležitějším parametrem monitoru umožňujícím grafický režim je tzv. rozlišovací schopnost. Ta udává, kolika body (pixely) je tvořen jeden řádek a kolik řádků se vejde na obrazovku. Čím více pixelů, tím kvalitnější obraz (jemnější, méně jsou vidět samostatné pixely - kostičky). Možnosti rozlišení: a) 640 x 480 dnes se již nepoužívá, pouze u starých systémů MS-DOS (dnes PDA ) b) 800 x 600 nejmenší možné použitelné rozlišení pro Windows XP c) 1024 x 768 dnes standard d) 1280 x 1024 pro větší monitory (19 ) e) 1600 x 1200 pro veliké monitory (větší než 20, pro náročné grafické aplikace) Používá se i mnoho jiných dalších rozlišení (např. širokoúhlý formát) - 1 -

2 Grafická karta (adaptér) Je součást počítače, která se stará o grafický výstup na monitor, TV obrazovku či jinou zobrazovací jednotku.vytváří obraz a je důležitým ukazatelem kvality (výkonu) počítače. Pokud je grafická karta integrovaná na základní desce, lze ji vypnout a nahradit grafickou kartou, která se zasune do příslušné pozice (patice konektoru) na základní desce. Již dlouhou dobu obsahují vlastní mikroprocesor, paměti i sběrnice. Výrobců grafických karet je celá řada, ale podstatné jsou výrobci grafický čipů (procesoru) nvidia, AMD a Matrox. Chceme-li si pořídit grafickou kartu, je nutné se zamyslet pro jaký účel počítač používáme. Pokud nehrajeme náročné počítačové hry, je nám výkonná grafická karta k ničemu. Je také omyl si myslet, že výkonnější grafika nějak pomůže v základní úpravě fotek, přestože se zpracovávají obrazová data. Mýlit se můžeme i v úvaze typu: nehraji často, stačí mi levnější grafika, hraji hodně, musím mít dobrou grafiku. Pokud budu hrát hru náročnou na rozlišení, při plných detailech a s vyhlazováním, tak s průměrnou grafickou kartou moc neuspěji. Naproti tomu, když budeme hrát ve dne v noci jednoduchou hardwarově nenáročnou hru, vystačíme i s podprůměrnou grafikou. Při výběru nemůžeme posuzovat pouze kapacita paměti a její frekvenci, ale také výkon grafického čipu a šířku paměťové sběrnice, kde se bere v úvahu datová propustnost. např. DDR 3 - kapacita 256 MB, 1400 MHz, 64-bitová sběrnice x 64 = 11,2 GB/s DDR 2 kapacita 256 MB, 1050 MHz, 256-bitová sběrnice x 256 = 33,6 GB/s Hardware grafické karty: 1) grafický čip - označuje se GPU (Graphic Processing Unit), je to samostatný procesor, který řídí činnost karty a zajišťuje tvorbu obrazu, výrobci čipu jsou: - AMD (dříve ATI AMD ji koupila) označení čipu Radeon - nvidia označení čipu GeForce 2) operační paměť - přímo s ní pracuje GPU, ukládá se do ní hotový obraz a pak se přenáší na obrazovku. Důležitým parametrem je kapacita paměti dnešní standard je 256 MB a nároky na kapacitu se velice rychle zvyšují. Důležitá je také rychlost paměti (frekvence) - standard 1600 MHz a jejich typ (DDR 2, DDR 3, DDR 4, nově někteří výrobci DDR 5) 3) frekvence a šířka sběrnice - udávají, jaké množství dat je možné přenést za jednotku času, šířka sběrnice 128 b až 512 b 4) RAMDAC - digitálně-analogový převodník. Převádí digitální obraz z operační paměti karty na analogový. Tento signál pak vstupuje do monitoru. Nemusí jim být vybaveny všechny karty (především novější). Jako sběrnice se dříve používala AGP, ale ta se začala jevit jako nedostačující, tak byla nahrazena rychlejší sběrnicí, a to PCIe x

3 Výstupy na grafické kartě: Počet konektorů na grafické kartě je závislý na jejím vybavení. 1) D-SUB (též označovaný jako VGA) - Modrý standardní analogový konektor, slouží pro připojení CRT monitoru (CRT monitor zpracovává pouze signál). - Konektor není vhodný pro připojení LCD monitoru (GPU data zpracovává digitálně, vytvoří digitální obraz a ten pak pomocí převodníku RAMDAC převede na analogový. Rozhraním D-SUB (konektorem) je přenesen do monitoru, monitor si pak musí převést signál zpět na digitální a tím se prodlužuje doba přenosu a zhoršuje se kvalita obrazu). - Tento konektor se používal dlouhou dobu a na levnějších grafických kartách je i dnes. 2) DVI a) DVI-D - Používá se již delší dobu, setkáváme se s ním u DVD přehrávačů a nedochází ke zbytečnému převodu z analogového signálu na digitální a zpět. Obraz je tedy přenesen ve vyšší kvalitě (nepoužívá se RAMDAC) a tento videosignál je přenášen pomocí 25-ti polového (žilového) kabelu. Bývá na integrovaných grafikách základních desek. b) DVI-I - Tento konektor je schopen přenášet také analogový obraz. Pro monitor CRT (nebo dataprojektor) je to speciální kabel, který má na jedné straně konektor DVI a na druhé straně D-SUB. Je 29-ti žilový. Přenáší analogový i digitální signál, tento typ je obvykle na grafických kartách. 3) TV (televizní) a) TV-OUT - Je to výstup televizního signálu, může mít podobu tzv. S-VIDEO konektoru, který má 4, 7 nebo 9 žil, může mít podobu také tzv. CINCH konektoru žluté barvy. Signál je možné přenést do televize, videa, dataprojektoru, kamery apod. b) TV-IN - Je to vstup televizního signálu, používá stejné konektory, jako TV-OUT (tedy S-Video nebo Cinch). Pomocí tohoto vstupu se přivádí signál do PC např. z DVD přehrávače, videokamery nebo fotoaparátu. Tento vstup není zatím standard a je osazován jen na lepší grafické karty. 4) HDMI nový konektor, bývá na drahých grafických kartách, jeho výhodou je možnost přenášet ve vysokém rozlišení obraz a zároveň i zvuk Integrovaná grafická karta Celá řada Chipsetů na základní desce má integrovaný grafický čip. Obrazová data se pak ukládají do operační paměti, což snižuje její kapacitu. Hlavní nevýhodou je ale sdílení paměťové sběrnice, protože se přístup paměti v jednom okamžiku dělí s CPU a vzájemně se tak brzdí. Výdohou je nižší cena a nižsí spotřeba energie, nevýhodou ale menší výkon. Počítače vybavené integrovanou grafikou se hodí pro jednodušší práci, např. v kanceláři. Pro graficky náročnější aplikace potřebujeme samostatnou grafickou kartu. Existují také základní desky s integrovaným grafickým obvodem a zároveň se sběrnicí pro grafickou kartu PCIe x16. Výhodou těchto desek je, že je možné slot osadit i normální grafickou kartou

4 Zvuková soustava (audio) Tvoří ji dvě části: 1) Zvuková karta nachází se jako integrovaná na každé základní desce. Tyto integrované obvody postačují pro běžné účely, což je přehrávání audio souborů. Používají se také kvalitní zvukové přídavné karty, které se používají pro speciální účely, jako je např. skládání hudby. Používá se pro ně sběrnice PCIe x1. 2) Reproduktory jsou výstupním periferním zařízením a na jejich kvalitě závisí kvalita zvuku. Základním technickým parametrem je výkon ve Wattech a také materiál, ze kterého jsou reproduktory vyrobeny (dnes nejčastěji dřevotříska dobře odolává vibracím). Výstupní mohou být i sluchátka. Analogový zvuk - Záznam je prováděn z nějakého zdroje, který poskytuje analogový signál (např. rádio, mikrofon). Takovýto signál se skládá z vln (kmitů) o nestejném tlaku, který je vytvářen hlasivkami, hudebními nástroji či jinými, např. přírodními jevy. - Tento analogový signál je nutné převést na digitální. Převod se uskutečňuje pomocí tzv. vzorkování neboli tzv. samplingu, kdy je v určitém časovém intervalu zjištěn a zaznamenán aktuální stav signálu jako digitální vzorek. Čím kratší je interval, tím vyšší je vzorkovací frekvence a tím více vzorků je pořízeno a výsledný záznam je tedy kvalitnější. Spodní hranice vzorkovací frekvence je 48 khz ( vzorků za sekundu). - Kvalitu zvuku je také možno ovlivnit počtem rozlišitelných úrovní, kdy každá úroveň je představena jedním bitem. Čím více bitů, tím je záznam přesnější. Spodní hranice je 16 b, což je kvalita zvuku z CD přehrávače (vzorkovací frekvence je Hz). - Záznam tímto způsobem představuje vyšší kvalitu a vznikají velmi velké, dlouhé a objemné soubory. Proto existují algoritmy, které dovolují provést kompresi, která podstatně neovlivní kvalitu záznamu, ale podstatně ovlivní velikost souboru. Digitální zvuk - Záznam je prováděn ze zdroje již poskytujícího digitální signál (např. elektronické varhany ). Zvuk se přenáší většinou přes rozhraní MIDI. V tomto případě se již neprovádí vzorkování (sampling), ale zaznamenávají se přímo jednotlivé Byty získané přes rozhraní počítače. V jednotlivých zaznamenaných Bytech jsou např. tyto informace: - výška tónu - délka tónu - nástroj - dynamika - Pro přehrávání tohoto záznamu je nezbytné, aby zvuková karta byla schopna podle těchto informací sama vytvářet jednotlivé tóny k tomuto se používá tzv. syntezátor

5 Zvuková karta Tvoří ji: 1) Digitální část určena pro digitální nahrávání a reprodukci tónů a zvuků, digitalizuje analogový zvuk při nahrávání a pro poslech jej vrací do analogové podoby. 2) Syntezátor nereprodukuje pouze nahrané zvuky, ale podle programu sám uměle vyrábí tóny a vlastní zvuky. Zvukové karty se liší především kvalitou syntezátoru. 3) Rozhraní MIDI rozhraní pro elektronické hudební nástroje. K připojení hudebního nástroje většinou potřebujeme ještě speciální adaptér. Konektor MIDI je zpravidla společně s konektorem pro Joystick (nebo jiného herního zařízení) na zvukové kartě v jedné zdířce. Možnosti připojení externích zařízení ke zvukové kartě jsou dány jejími konektory. Konektory zvukové karty: 1) Line-In slouží ke vstupu zvuku z externích zařízení (CD přehrávače, magnetofonu). Má modrou barvu. 2) Mic-In konektor ke vstupu mikrofonu, má růžovou barvu. 3) Line-Out výstup pro připojení aktivních reproduktorů nebo výstup pro připojení k zesilovači. Výhodou je kvalita zvuku, protože se nepoužívá zesilovač na zvukové kartě, který nebývá moc kvalitní. Konektor má zelenou barvu. 4) Speaker-Out používá se pro připojení sluchátek, pasivních reproduktorů, protože je na něm k dispozici zesílený zvuk o výkonu 4-8 W, kvalita není moc kvalitní, konektor je šedý. 5) Joystick umožňuje připojení Joysticku (jiného herního zařízení) a označuje se jako MIDI (Gameport), barva bývá černá. 6) Audiokonektor (AUX) připojuje se do něho kabel z CD mechaniky, barva bývá šedá. Většina základních desek má v sobě integrován jednodušší obvod zvukové karty, který je dnes už poměrně na vysoké úrovni a je tedy pro většinu práce postačující. Na zadní stěně počítače najdeme většinou 3 audio konektory: Line-In, Line-Out a Mic-In. Pokud je základní deska vybavena čipem, který podporuje vícekanálový zvuk, konektorů je více. Nejvýznamnější výrobci zvukových karet jsou Creative a Asus. Obyčejné základní zvukové karty vyrábí Genius. Zvukové karty se stále častěji osazují na slot PCIe x1, osazování na slot PCI je na ústupu