信息（文字、图像、音频、视频等）在计算机中是如何存储及显示的

如题，这里以图片为例。

图片的存储

计算机桌面上的一张图片，在计算机最底层是以电信号的形式表示的，即高电平和低电平。这些电信号对应二进制的0和1。为了更好地理解这个过程，我们可以从图片的数据格式到硬件表示逐步解析。

首先，图片文件以特定的格式存储在计算机的存储设备中（如硬盘、SSD）。常见的图片格式包括JPEG、PNG、BMP等。这些格式将图片的像素数据和其他信息（如颜色深度、分辨率、元数据等）以特定的编码方式存储。

例：BMP文件格式

BMP（位图）文件格式较为简单，它直接存储图片的像素数据，每个像素的颜色值以二进制数据表示。一个简单的24位BMP文件可以分为以下几个部分：

图片的每个像素都有一个或多个颜色分量（例如，RGB颜色模型中的红、绿、蓝）。每个颜色分量用一个或多个字节表示。以24位RGB颜色模型为例，每个像素用3个字节（24位）表示，每个字节对应红色、绿色和蓝色的强度值（0到255）。

例：像素数据

一个红色像素的RGB值可能是 (255, 0, 0)，其二进制表示为：

红色：11111111
绿色：00000000
蓝色：00000000
所以，这个红色像素在内存中的表示为 11111111 00000000 00000000。

存储

当图片文件存储在硬盘或SSD中时，数据以二进制形式存储。硬盘和SSD将数据转换为低电平（0）和高电平（1）的电信号存储在磁性介质或闪存芯片上。

处理

当需要显示图片时，操作系统和应用程序将图片文件从存储设备加载到内存中，进行解码和处理。处理后的像素数据以二进制形式存储在内存中。

显示器将内存中的像素数据转换为光信号，以人类可见的方式显示图片。

显示过程

在计算机最底层，图片文件中的数据最终都表示为高电平和低电平的电信号，这些电信号对应二进制的0和1。计算机通过将高层次的数据格式（如JPEG、PNG、BMP）解码为像素数据，并将这些像素数据转换为电信号，最终实现图片的存储、处理和显示。

接着上面第四点"4. 像素点控制："的进一步解释。

4.1 显示器信号传输

当显示器接收到来自显卡的信号时，这个信号包含了每个像素的颜色和亮度信息。信号通过显示接口（如HDMI、DisplayPort、VGA）传输到显示器，然后由显示器内部的控制电路进行处理。

4.2 数模转换器（DAC）

如果显卡输出的是模拟信号（如VGA），显示器内部会有一个数模转换器（DAC），将模拟信号转换为数字信号。如果输出的是数字信号（如HDMI、DisplayPort），则直接进入下一步。

4.3 控制电路

显示器内部有一个控制电路（通常是一个集成电路），负责解析信号并控制每个像素点的状态。这些控制电路通常包括：

4.4 像素阵列

LCD显示器的屏幕由一个二维的像素阵列组成。每个像素点由一个或多个子像素（如红、绿、蓝三种子像素）组成。这些子像素的亮度组合形成我们看到的颜色。

4.5 液晶像素的控制

每个像素点由液晶材料控制，液晶材料在电场的作用下会改变其透光性。具体过程如下：

电极控制：每个子像素都有两个透明电极，一个在前面板（靠近用户的一侧），一个在后面板。电极上施加电压，产生电场。
液晶扭转：液晶分子在电场的作用下扭转，改变光线通过液晶材料的方式。通过控制电压，可以精确控制液晶分子的扭转角度，从而控制光线通过的数量。
背光源：LCD显示器通常有背光源（通常是LED），提供均匀的白光。光线通过液晶材料和颜色滤光片（红、绿、蓝），形成彩色图像。
4.6 色彩滤光片
每个子像素前面都有一个颜色滤光片，分别是红色、绿色和蓝色滤光片。通过控制每个子像素的透光量，可以组合出不同的颜色。

4.7 子像素的亮度控制

控制电路通过调节每个子像素的电压，改变液晶分子的排列，从而控制每个子像素的亮度。每个像素点的颜色是由其三个子像素（红、绿、蓝）的亮度组合而成。

4.8 显示刷新

显示器不断刷新，通常是每秒60次或更多（即60Hz或更高的刷新率）。时序控制器（TCON）协调所有这些操作，确保每个像素点在每个刷新周期内显示正确的颜色。

假设我们要在一个1920x1080分辨率的LCD显示器上显示一个图像，显示过程如下：

通过上述过程，计算机将存储在内存中的二进制图片数据转换为电信号，然后通过复杂的硬件电路和液晶材料的相互作用，将这些电信号转换为我们在屏幕上看到的彩色图像。