ТЕМА № 2. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
Устройства вывода графических изображений, их основные характеристики. Мониторы, классификация, принцип действия, основные характеристики. Видеоадаптер. Принтеры, их классификация, основные характеристики и принцип работы. Плоттеры (графопостроители). Устройства ввода графических изображений, их основные характеристики. Сканеры, классификация и основные характеристики. Дигитайзеры. Манипулятор «мышь», назначение, классификация. Джойстики. Трекбол. Тачпады и трекпойнты. Средства диалога для систем виртуальной реальности.
Мониторы, классификация, принцип действия, основные характеристики
Одной из наиболее важных составных частей персонального компьютера является его видеоподсистема, состоящая из монитора и видеоадаптера (обычно размещаемого на системной плате). Монитор предназначен для отображения на экране текстовой и графической информации, визуально воспринимаемой пользователем персонального компьютера. В настоящее время существует большое разнообразие типов мониторов. Их можно охарактеризовать следующими основными признаками:
По режиму отображения мониторы делятся на:
Растровые дисплеи;
Векторные дисплеи.
В векторных дисплеях с регенерацией изображения на базе электронно–лучевой трубки (ЭЛТ) используется люминофор с очень коротким временем послесвечения. Такие дисплеи часто называют дисплеями с произвольным сканированием. Из–за того, что время послесвечения люминофора мало, изображение на ЭЛТ за секунду должно многократно перерисоваться или регенерироваться. Минимальная скорость регенерации должна составлять, по крайней мере, 30 (1/с), а предпочтительнее 40–50 (1/с). Скорость регенерации меньшая 30 приводит к мерцанию изображения.
Кроме ЭЛТ, для векторного дисплея необходим дисплейный буфер и дисплейный контроллер. Дисплейный буфер – непрерывный участок памяти, содержащий всю информацию, необходимую для вывода изображения на ЭЛТ. Функция дисплейного контроллера заключается в том, чтобы циклически обрабатывать эту информацию со скоростью регенерации. Сложность рисунка ограничивается двумя факторами – размером дисплейного буфера и скоростью контроллера.
Растровое устройство можно рассматривать как матрицу дискретных ячеек (точек), каждая из которых может быть подсвечена. Таким образом, оно является точечно–рисующим устройством. Невозможно, за исключением специальных случаев, непосредственно нарисовать отрезок прямой из одной адресуемой точки или пиксела в матрице в другую адресуемую точку. Отрезок можно только аппроксимировать последовательностями точек (пикселов), близко лежащих к реальной траектории отрезка.
Отрезок прямой из точек получится только в случае горизонтальных, вертикальных или расположенных под углом 45 градусов отрезков. Все другие отрезки будут выглядеть как последовательности ступенек. Это явление называется лестничным эффектом или «зазубренностью ».
Чаще всего для графических устройств с растровой ЭЛТ используется буфер кадра. Буфер кадра представляет собой большой непрерывный участок памяти компьютера. Для каждой точки или пиксела в растре отводится как минимум один бит памяти. Эта память называется битовой плоскостью . Для квадратного растра размером 512 х 512 требуется 2 18 , или 262144 бита памяти в одной битовой плоскости. Из–за того, что бит памяти имеет только два состояния (двоичное 0 или 1), имея одну битовую плоскость, можно получить лишь черно–белое изображение. Битовая плоскость является цифровым устройством, тогда как растровая ЭЛТ – аналоговое устройство. Поэтому при считывании информации из буфера кадра и ее выводе на графическое устройство с растровой ЭЛТ должно происходить преобразование из цифрового представления в аналоговый сигнал. Такое преобразование выполняет цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП).
По типу экрана мониторы делятся на:
Дисплеи на основе ЭЛТ;
Жидкокристаллические (ЖК);
Плазменные.
Дисплеи на основе электронно-лучевой трубки
Чтобы понять принципы работу растровых дисплеев и векторных дисплеев с регенерацией, нужно иметь представление о конструкции ЭЛТ и методах создания видеоизображения.
На рисунке схематично показана ЭЛТ , используемая в видеомониторах.
Катод (отрицательно заряженный) нагревают до тех пор, пока возбужденные электроны не создадут расширяющегося облака (электроны отталкиваются друг от друга, так как имеют одинаковый заряд). Эти электроны притягиваются к сильно заряженному положительному аноду . На внутреннюю сторону расширенного конца ЭЛТ нанесен люминофор . Облако электронов с помощью линз фокусируется с узкий, строго параллельный пучок, и луч дает яркое пятно в центре ЭЛТ. Луч отклоняется или позиционируется влево или вправо от центра и (или) выше или ниже центра с помощью усилителей горизонтального и вертикального отклонения. Именно в данный момент проявляется отличие векторных и растровых дисплеев. В векторном дисплее электронный луч может быть отклонен непосредственно из любой произвольной позиции в любую другую произвольную позицию на экране ЭЛТ (аноде). Поскольку люминофорное покрытие нанесено на экран ЭЛТ сплошным слоем, в результате получается почти идеальная прямая. В отличие от этого в растровом дисплее луч может отклоняться только в строго определенные позиции на экране, образующие своеобразную мозаику. Эта мозаика составляет видеоизображение. Люминофорное покрытие на экране растровой ЭЛТ тоже не непрерывно, а представляет собой множество тесно расположенных мельчайших точек, куда может позиционироваться луч, образуя мозаику.
Экран жидкокристаллического дисплея (ЖКД) состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые изменяют свои оптические свойства в зависимости от прилагаемого электрического заряда. Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому ЖКД нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.
Основным достоинством ЖКД являются их габариты (экран плоский). К недостаткам можно отнести недостаточное быстродействие при изменении изображения на экране, что особенно заметно при перемещении курсора мыши, а также зависимость резкости и яркости изображения от угла зрения.
Жидкокристаллические дисплеи
ЖК – дисплеи обладают неоспоримыми преимуществами перед конкурирующими устройствами отображения:
1. Размеры. ЖК–дисплеи отличаются малой глубиной и небольшой массой и поэтому их более удобно перемещать и устанавливать, чем ЭЛТ–мониторы, у которых размер в глубину приблизительно равен ширине.
2. Энергопотребление. ЖК–дисплей потребляет меньшую мощность, чем ЭЛТ–монитор с сопоставимыми характеристиками.
3. Удобство для пользователя. В ЭЛТ электронные лучи при развертке движутся по экрану, обновляя изображение. Хотя в большинстве случаев можно установить такую частоту регенерации (число обновлений экрана электронными лучами в секунду), что изображение выглядит стабильным, некоторые пользователи все же воспринимают мерцание, способное вызвать быстрое утомление глаз и головную боль. На экране ЖК–дисплея каждый пиксел либо включен, либо выключен, так что мерцание отсутствует. Кроме того, для ЭЛТ–мониторов характерно в небольших количествах электромагнитное излучение; в ЖК–мониторах такого излучения нет.
Недостаток – высокая цена
HCA–панели обеспечивают такую же контрастность изображения, как TFT–матрицы, и почти не уступают им по скорости реакции при воспроизведении видео. Фирма Arithmos разработала процессор визуализации для DSTN–панелей, который позволяет еще более улучшить качество изображения. Таким образом, для пользователей, ограниченных в средствах, DSTN–дисплей может оказаться хорошим компромиссным решением.
В ЖК–дисплеях угол обзора не только мал, но и асимметричен: обычно он составляет 45 градусов по горизонтали и +15...–30 по вертикали. Излучающие дисплеи, такие как электролюминесцентные, плазменные и на базе ЭЛТ, как правило, имеют конус обзора от 80 до 90 по обеим осям. Хотя в последнее время на рынке появились модели ЖК–дисплеев с увеличенным углом обзора 50–60 градусов.
Представитель Hitachi Тим Паттон (Tim Patton) считает, что в традиционных ЖК–дисплеях наблюдается зависимость контрастности и цвета изображения от угла зрения. Эта проблема обострялась по мере увеличения размеров ЖК–дисплеев и приобретения ими способности воспроизводить больше цветов.
Hitachi при создании своего нового дисплея SuperTFT воспользовалась иной технологией – IPS. Как известно, в обычных ЖК–дисплеях молекулы жидкого кристалла меняют свою ориентацию с горизонтальной на вертикальную под воздействием электрического поля, а адресующие электроды помещаются на две расположенные друг против друга стеклянные подложки. В IPS(in–plane switching) – дисплеях, наоборот, происходит чередование двух углов в горизонтальной плоскости, причем оба электрода находятся на одной из подложек. В результате угол обзора, как по горизонтальной, так и по вертикальной оси достигает 70 градусов.
Плазменные дисплеи
Газоплазменные мониторы состоят из двух пластин, между которыми находится газовая смесь, светящаяся под воздействием электрических импульсов. Такие мониторы не имеют недостатков, присущих ЖКД, однако их нельзя использовать в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием, так как они потребляют большой ток.
Размер по диагонали (расстояние от левого нижнего до правого верхнего угла экрана) приводится в дюймах. Наиболее распространены мониторы с диагональю 14". Однако работать с монитором с диагональю 15" намного удобнее, а для работы с графическими пакетами, издательскими системами и системами автоматизированного проектирования необходимы мониторы с диагональю не меньше 17";
– теневая маска экрана . Единицей измерения является расстояние между отверстиями маски в мм. Чем меньше это расстояние и чем больше отверстий, тем выше качество изображения. Этот параметр часто отождествляют с зерном экрана монитора, однако это справедливо не во всех случаях;
– разрешение , измеряется в пикселах (точках), помещающихся по горизонтали и вертикали видимой части экрана. В настоящее время наиболее распространены мониторы с расширением не менее 1024*768 пикселей;
– кинескоп. Наиболее предпочтительны следующие типы кинескопов: Black Trinitron, Black Matrix и Black Planar. Данные кинескопы очень контрастны, дают отличное изображение, однако их люминофор чувствителен к свету, что может сократить срок службы монитора. К тому же при работе с контрастным монитором быстрее устают глаза;
– потребляемая мощность. У мониторов с диагональю 14" потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт, иначе повышается вероятность теплового перегрева монитора, что сокращает срок его службы. У более крупных мониторов потребляемая мощность соответственно выше;
– антибликовое покрытие. Для дешевых мониторов используют пескоструйную обработку поверхности экрана. При этом качество изображения ухудшается. В дорогих мониторах на поверхность экрана наносится специальное химическое вещество, обладающее антибликовыми свойствами; – защитные свойства монитора. В настоящее время распространены мониторы с низким уровнем излучения (LR–мониторы). Они отвечают нормам стандарта MPRI или MPR II.
Иногда при покупке компьютера выбор монитора ограничивается подбором симпатичного дисплея с нужной диагональю. Многие покупатели считают, что параметры монитора отнюдь не играют существенной роли в отличие от количества гигагерц процессора и характеристик видеокарты. Однако именно хороший монитор гарантирует вам не только точное и адекватное отображение всех оттенков на экране (в том числе и детальное изображение героев в трехмерных играх), но и сможет уменьшить нагрузку на глаза при долгой работе за компьютером.
Монитор - это та "часть" компьютера, которая влияет на здоровье пользователя сильнее всех остальных, вместе взятых. Кроме того монитор должен обладать высокой надежностью и обеспечивать оптимальное качество изображения, отвечать всем требованиям безопасности и вписываться в ваш интерьер. Так что к покупке монитора надо отнестись ответственно. Перед принятием решения, какой монитор выбрать, рекомендуется не только ознакомиться с советами форумов и сайтов, оставляющих собственные рейтинги мониторов и сравнивающих характеристики моделей, но и постараться разобраться в том, какие же параметры определяют качество монитора. Чтобы не пришлось, потом локти кусать и сетовать на кого-то, мол - посоветовали! Индивидуальный осознанный подход при покупке монитора, в купе с квалифицированной консультацией от наших менеджеров позволит вам приобрести тот дисплей, который будет приятен глазам и прослужит вам долгие годы без нареканий.
Почему же при выборе монитора необходимо осознавать, что мы покупаем не просто какой-то экранчик? Как правило, при покупке цветных телевизоров нас больше интересуют цена, размер экрана по диагонали, наличие пульта дистанционного управления и телетекста, но далеко не все спрашивают о разрешающей способности телевизора. Возможно, мы задаем вопросы относительно некоторых регулировок и настроек экрана, но частоты регенерации не интересуют почти никого. Меж тем, от этих характеристик зависит не только удобство пользователя монитора, но и его здоровье. Во-первых, пользователь смотрит на монитор с близкого расстояния, в то время как в телевизор смотрят с намного более дальнего. Во-вторых, телевизионное изображение непрерывно меняется и воспринимается визуально, как единое целое. При работе за компьютером нужно иметь возможность читать мелкий текст или полностью концентрировать свое внимание на определенных изображениях или каких-либо фрагментах его. Оба эти обстоятельства требуют от мониторов высокой четкости и стабильности изображения.
Здесь мы рассмотрим ряд ключевых параметров, определяющих качество монитора. Кроме того, поскольку в отличие от всех остальных компонентов компьютера и периферии монитор постоянно находится у Вас перед глазами, не лишним будет упомянуть о различных не очень важных на первый взгляд нюансах, которые, не будучи учтенными, способны свести на нет радость от покупки.
Размеры экрана монитора
Размер экрана - это размер по диагонали от одного угла изображения до другого. Изготовители ЭЛТ-мониторов в дополнение к физическим размерам кинескопа также предоставляют сведения о размерах видимой части экрана. Физический размер кинескопа - это внешний размер трубки. Поскольку кинескоп заключен в пластмассовый корпус, видимый размер экрана немного меньше его физического размера.
Диагональ самых больших современных телевизоров достигает более полутора метров. Для удобной работы на персональном компьютере достаточно и 19". Либо 20-23" мониторов широкоформатного типа, где большая диагональ позволит с комфортом наслаждаться просмотром широкоэкранных фильмов формата 16:9. Конечно же для большого зала размер 20-23" будет несколько маловат, но для просмотра с растояния в 2,5-3,5 метра этого достаточно. Такой монитор может являться центром вашего развлекательного комплекса.
Обычные мониторы с соотношением сторон 3:4 не приспособлены к просмотру современных фильмов. Наличие черных полос сверху и снизу отнюдь не радует. Конечно же имеется возможность вручную произвести кадрирование (обрезку) видимой части изображения. Многие программы-видеоплееры позволяют это делать. Но не забывайте, что мы потеряем до 40% полезного изображения. Если вы киноман, подумайте, а не преобрести ли вам широкоформатный монитор. При сохранении диагонали, но изменении соотношения сторон, размер видимого изображения при просмотре фильма увеличивается почти в два раза.
Разрешающая способность монитора
Разрешающая способность - одна из основных характеристик монитора, которую указывает каждый изготовитель. Это показатель плотности отображаемого на экране изображения. Она определяется количеством точек или элементов изображения вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк. Чем выше разрешающая способность, тем больше информации выводится на экран. Однако в режиме максимального разрешении монитора, как правило, работать нельзя - слишком мелко. Но максимальное разрешение является одним из важнейших параметров оценки качества монитора. Чем выше максимальное разрешение, тем лучше монитор.
На величину максимально поддерживаемого монитором разрешения напрямую влияет частота горизонтальной развертки электронного луча, измеряемая в Килогерцах (кГц). Значение горизонтальной развертки монитора показывает, какое предельное число горизонтальных строк на экране монитора может прочертить электронный луч за одну секунду. Соответственно, чем выше это значение, которое, как правило, указывается на коробке для монитора, тем выше разрешение может поддерживать монитор при приемлемой частоте кадров.
особенности у ЖК-мониторов максимальное рекомендованное разрешение экрана фиксировано и, как правило, связано с размером экрана. Изменение указанного разрешения может негативно сказаться на качестве изображения. Оптимальное разрешение жестко связано с размерами кинескопа монитора. Рекомендованные врачами режимы сведены в таблицу:
Диагональ экрана |
Режим работы |
14" |
800x600 |
15" |
800x600 |
17" |
1024x728 |
19" |
1280x960 |
21"-22" |
1600x1200 |
Разрешение меньшее, чем указано в таблице, разумеется, использовать можно, но вот большее не рекомендуется.
Частота регенерации
Частота регенерации или обновления кадровой развертки экрана - это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Этот показатель измеряется в Герцах (Гц), где 1 Гц соответствует одному циклу в секунду, т.е. сколько раз луч формирует полное изображение - от самой верхней строки до самой нижней - за одну секунду. Чем выше частота регенерации, тем более устойчивым выглядит изображение на экране, тем меньше уровень нежелательного мерцания изображения, на которое невольно реагируют глаза и, следовательно, меньше нагрузка на зрение. Мерцание изображения приводит к утомлению глаз, головным болям и даже к ухудшению зрения. Поэтому частоты строчной и кадровой разверток подбираются так, чтобы сформировать на экране изображение с высоким разрешением и отсутствием мерцания.
Заметим, что чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным, боковым зрением, так как угол обзора изображения увеличивается. Значение частоты регенерации зависит от используемого разрешения, от электрических параметров монитора и от возможностей видеоадаптера. Минимально безопасной частотой кадров считается 75 Hz, при этом существуют стандарты, определяющие значение минимально допустимой частоты регенерации. Считается, что чем выше значение частоты регенерации, тем лучше, однако исследования показали, что при частоте вертикальной развертки выше 110 Hz глаз человека уже не может заметить никакого мерцания.
Яркость и контрастность
Чем ярче освещение в помещении, где используется монитор, тем сильнее должна быть яркость. Уровень яркости современных ЖК-мониторов колеблется в пределах 200-600 кд/м2. Контрастность это отношение между максимальной и минимальной яркостью экрана. Контрастность отвечает за качество изображения. Чем выше контрастность, тем больше оттенков и полутонов способен передать ваш монитор. Для нормальной работы уровень контрастности должен быть не ниже 300:1, диапазон уровней также зависит от типа матрицы монитора.
Время отклика пикселя
Это скорость, с которой пиксель изменят свой цвет с темного на светлый или наоборот. От этого параметра зависит качество воспроизведения динамического изображения на мониторе. Оптимальным временем отклика является значение меньше 16 мс.
Отсутствие битых пикселей
Отсутствие битых, или выгоревших пикселей - весьма распространенное явление брака ЖК-мониторов. Для проверки наличия битых пикселей следует включить монитор и внимательно обследовать экран при разных цветовых заливках. Однотонные светящиеся точки на экране вашего монитора являются битыми пикселями. Количество битых пикселей позволяющее произвести гарантийный обмен зависит от производителя монитора.
Тип матрицы
Об этом параметре мы подробно говорили в разделе технологии формирования мониторов . Самым распространенным и дешевым типом матрицы на сегодняшний день является TN+film (Twisted Nematic). К достоинствам этого типа относятся малое время отклика и низкая цена. К недостаткам можно причислить относительно малые углы обзоры, посредственная цветопередача, невысокая контрастность, отсутствие хорошего черного цвета. Если в процессе работы перегорит один из транзисторов, то на экране появится ярко горящий битый пиксель, в то время, как у матриц других типов битый пиксель будет черным.
Матрицы типа IPS (In Plane Switching) и S-IPS (Super IPS) отличают широкие углы обзора, высокое качество цветопередачи, высокая контрастность и идеальный черный цвет. К недостаткам относятся большое время отклика и высокая энергоемкость. К тому же мониторы на основе такой матрицы отличаются достаточно высокой стоимостью.
Помимо вышеперечисленных типов существуют MVA (Multidomain Vertical Aligment) и PVA (Patterned Vertical Alignment) матрицы. Так
как по своим свойствам эти матрицы очень похожи, то часто их объединяют в единый тип MVA/PVA. Матрицы этого типа отличают широкие углы обзора, высокая контрастность и яркость, хорошая цветопередача и черный цвет. Время отклика у них меньше чем у матриц IPS , но больше чем у TN+film.
Настройка монитора
Иногда, из-за изменения освещенности или при начальной установке монитора, требуется корректировка качества изображения, воспроизведения цветов или яркости. Существуют три типа систем управления и регулирования монитора: аналоговые, цифровые и цифровые с экранным меню. Аналоговые средства управления - это обычные вращающиеся ручки или кнопки, устанавливаемые на всех не слишком дорогих мониторах еще в конце 90-х годов. Цифровые средства управления основаны на использовании микропроцессора, они обеспечивают точные настройки и более просты в эксплуатации. Большинство цифровых средств управления снабжены экранным меню, которое появляется каждый раз, когда активизируются настройки и регулировки. С помощью цифровых средств управления установки сохраняются в специальной памяти и не изменяются при отключении электропитания.
Экранные средства управления удобны, наглядны, пользователь видит процесс настройки, который становится проще, точнее и понятнее. Кроме этого, все мониторы с меню на экране показывают частоты кадровой и строчной развертки, приходящие на монитор, и можно проверить правильность установки этих параметров видеокартой компьютера.
Имеются три группы регулировок монитора: основные, геометрические и регулировка цвета. Основные регулировки изменяют яркость, контрастность, размер и центрирование изображения по горизонтали и по вертикали. Геометрические настройки предназначены для устранения более сложных искажений изображения - "наклон/поворот", "параллелограмм", "трапеция" и "бочка/подушка". Они также компенсируют влияние магнитного поля Земли. И наконец, настройки цветности позволяют оптимизировать цветовые характеристики монитора, зависящие от типа внешнего освещения и расположения монитора. Они предназначены для приведения в соответствие цветовых характеристик изображения на экране с цветами печатающего устройства. Мониторы высокого класса от 17" и выше имеют также регулировки сведения, фокуса, возможность уменьшения муара и т.д.
Тип покрытия
В основном разделяют два вида покрытия: глянцевое и матовое антибликовое. Глянцевое покрытие обеспечивает визуально лучшее изображение. Цвета кажутся контрастней и ярче. Однако мониторы с таким покрытием более маркие, и при неправильном освещении на нем видны блики и отражения. На матовом покрытии благодаря рассеиванию падающего света бликов не создается, что очень удобно, особенно если выработаете в помещении с ярким освещением.
Порт DVI
Еще один важный параметр - наличие порта DVI (Digital Video Interface). Многие справедливо полагают, что предпочтительнее покупать ЖК-монитор с этим интерфейсом. Дисплеи, оснащенные только аналоговым VGA-входом (D-Sub), содержат дополнительные схемы для преобразования данных в цифровой формат (АЦП - аналогово-цифровой преобразователь). В случае с DVI мы имеем просто прямую связь без необходимости преобразования, так что и картинка получается более четкой, чем при использовании VGA-входа. Тем более, по цене мониторы с DVI и D-Sub практически не отличаются.
Порт USB
Важный момент - наличие на мониторе USB-портов. Это очень удобно для тех, кто часто использует различные устройства с этим интерфейсом: накопители, плееры, фотоаппараты и т.д. При наличие одного или нескольких портов прямо на мониторе, для того чтобы подключить какое-либо USB-устройства вам не придется лезть под стол или обходить системный блок в поисках нужного разъема: все всегда под рукой.
Маневренность регулировки
Во-первых, стоит обратить внимание на регулировки подставки монитора: например, если вы сидите слишком низко (или высоко) по отношению к столу, на котором будет стоять монитор, следует убедиться в возможности его регулировки по вертикали. В противном случае из-за особенностей ЖК-матриц даже в мониторе с хорошими углами обзора изображение будет несколько искаженным. К слову, угол обзора это такой угол, при котором контрастность изображения снижается в 10 раз относительно своего максимального значения. Стандартный угол обзора составляет 160-170 градусов.
Динамики
Если места на столе у вас совсем мало, а на компьютере вы намерены не только работать, но и играть и смотреть фильмы, то, возможно, вам стоит обратить внимание на мониторы со встроенными динамиками. Выбор таких моделей очень велик, и при желании можно подобрать ЖК-монитор с акустикой, не уступающей по мощности и качеству звучания отдельной громоздкой аудиосистеме. Недостаток такого решения только один, и характерен для всех устройств, совмещающих несколько функций в одном корпусе: в случае поломки одного компонента в ремонт придется нести все вместе. Это же касается и невозможности апгрейда, поэтому к выбору монитора с динамиками следует подходить ответственно.
Безопасность монитора
Мониторы, подобно всем электрическим приборам, должны соответствовать жестким требованиям к безопасности производства, эксплуатации и утилизации, закрепленным в регламентирующих стандартах. Большинство этих стандартов принимаются для того, чтобы защитить от опасности вредного воздействия потребителей и окружающую среду. С целью снижения риска для здоровья различными организациями были разработаны рекомендации по параметрам мониторов, следуя которым производители мониторов заботятся о нашем здоровье. Все стандарты безопасности для мониторов регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей, а также выделений вредных веществ, создаваемые монитором при работе. В Европе мониторы обязаны соответствовать по характеристикам стандартам CEE и FCC, которые существуют для аттестации электронной аппаратуры по безопасности и отсутствию помех системам связи. В России также приняты соответствующее ГОСТы, регулирующие безопасность эксплуатации устройств графического отображения данных.
Основное влияние на глаза оказывает качество изображения. При нечеткой картинке человек помимо своей воли напрягает глаза, приближает голову к экрану, что делает более сильным воздействие излучения от монитора, и после нескольких часов работы часто начинает болеть голова, слезятся глаза и т.д.
Ряд иностранных стандартов стали настолько популярными, что в настоящее время являются фактически международными. Четыре из этих строгих стандартов, предназначенные для аттестации мониторов, - MPR-II, TCO"92 и TCO"95/99.
Большинство этих стандартов принимаются для того, чтобы защитить от вредного воздействия потребителей и окружающую среду.
В Европе характеристики мониторов обязательно должны соответствовать стандартам CEE и FCC, существующим для аттестации
электронной аппаратуры на безопасность и отсутствие помех системам связи. В России также приняты соответствующее ГОСТы, регулирующие безопасность эксплуатации устройств графического отображения данных. Исторически сложилось, что особую популярность во всем мире завоевали стандарты, разработанные в Швеции и известные под названиями TCO и MPRII (см. врезку «Международные стандарты безопасности»).
Монитор является электронным визуальным дисплеем для компьютеров. Монитор включает в себя:
- Устройство отображения.
- Электросхемы.
- Корпус.
Устройство отображения в современных мониторах, как правило, тонкопленочный транзистор с жидкокристаллическим дисплеем, в то время как старые мониторы используют электронно-лучевую трубку, глубокую примерно как размер экрана.
Первоначально, компьютерные мониторы использовались для обработки данных, тогда как телевизионные приемники были использованы для развлекательных нужд.
С 1980-х годов, компьютеры (и их мониторы) стали использоваться как для обработки информации, так и для развлечений, в то время как в телевизорах реализовали некоторую компьютерную функциональность. Общие пропорции телевизоров, а затем компьютерных мониторов, также изменились с 4:3 до 16:9.
В первых компьютерных мониторах использовались электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). До начала 1980-х годов, они были известны как «видеотерминалы» и были физически подключены к компьютеру и клавиатуре. Мониторы были монохромными, мерцали, и качество изображения было неудовлетворительным. В 1981 году IBM представила адаптер цветная графики, который мог отображать четыре цвета с разрешением 320 на 200 пикселей. В 1984 году IBM представила расширенный графический адаптер, который был способен отображать 16 цветов и имел разрешение 640 х 350.
ЭЛТ по-прежнему являются стандартом для компьютерных мониторов. ЭЛТ-технология остается доминирующей на рынке ПК мониторов в новом тысячелетии, отчасти потому, что она дешевле в производстве, и предлагает углы обзора близкие к 180 градусам.
Есть несколько технологий, которые были использованы для реализации жидкокристаллических дисплеев (LCD ). На протяжении 1990-х годов основное использование ЖК-технологии, как компьютерных мониторов, было в ноутбуках, где низкое энергопотребление, легкий вес и небольшие физические размеры ЖК оправдывали более высокую цену по сравнению с ЭЛТ. Как правило, тот же ноутбук предлагался с ассортиментом параметров отображения, на повышение цен: монохромный, пассивный цвет, цвет с активной матрицей (TFT). С ростом объема и производственных мощностей, монохромные и пассивные технологии цвета были исключены из линий производства.
TFT
является вариантом жидкокристаллического дисплея (LCD), который в настоящее время является доминирующей технологией для компьютерных мониторов. Первые ЖК-дисплеи появились в середине 1990-х, и продавались по высоким ценам. Поскольку цены снизились за несколько лет, они стали более популярными. В 2000-х годах TFT ЖК-дисплеи постепенно заменяли ЭЛТ, став основной технологией, используемой для компьютерных мониторов. Основные преимущества ЖК-дисплея перед ЭЛТ-мониторов в том, что ЖК-дисплеи потребляют меньше энергии, занимают гораздо меньше места, и значительно легче. Сейчас активная матрица TFT-LCD
технологии также мерцает меньше, чем мерцает ЭЛТ, что снижает нагрузку на глаза. С другой стороны, ЭЛТ-мониторы имеют более высокий контраст, имеют превосходное время отклика, имеют возможность использовать несколько разрешений экрана в естественном виде, и нет заметного мерцания, если частота обновления установлена на достаточно высокое значение.
Производительность монитора
Производительность монитора измеряется по следующим параметрам:
- Яркость, измеряется в кандел на квадратный метр.
- Соотношение сторон — является отношением длины горизонтальной на вертикальную длину. Мониторы обычно имеют соотношение сторон 4:3 , 5:4 , 16:10 и 16:9.
- Размер картинки, как правило, измеряется по диагонали, но фактическая ширина и высота более информативны, так как они не зависят от соотношения сторон.
- Разрешение дисплея — число различных пикселей в каждом измерении, которое может быть отображено. Максимальное разрешение ограничено шагом точки.
- Шаг точки это расстояние меж субпикселями одного цвета в миллиметрах. В общем, чем меньше размер точки, тем четче картинка.
- Частота обновления кадров — сколько раз в секунду дисплей обновляется (освещается). Максимальная частота обновления ограничена временем отклика.
- Время отклика – время, необходимое пикселю монитора для перехода из активного (белого) состояния в неактивное (черное) и обратно в активное (белое), измеряется в миллисекундах. Более низкие значения означают более быстрые переходы и уменьшают количество видимых искажений изображения.
- Контрастность — это отношение яркости самого яркого цвета (белый) который способен дать монитор, к самому темному цвету (черному).
- Потребляемая мощность — измеряется в ваттах.
- Точность цветопередачи измеряется в дельта-Е; чем ниже дельта-E, тем точнее цветопередача. Дельта-E менее 1 незаметен для человеческого глаза. Дельта-Е от 2 до 4 считается хорошим и требует чувствительных глаз, чтобы заметить разницу.
- Угол обзора — максимальный угол, при котором изображения на мониторе можно просматривать, без излишней деградации изображения. Он измеряется в градусах по горизонтали и по вертикали.
Технология ЭЛТ
ЭЛТ использует вакуумную стеклянную оболочку, которая велика (то есть в длину от передней части экрана до задней), довольно тяжела, и относительно хрупкая. Ради безопасности, передняя часть экрана, как правило, сделана из толстого стекла так, чтобы быть сильно удароустойчивой и блокировать большинство рентген-излучения, что очень важно, если ЭЛТ используется в потребительских товарах.
Плюсы:
- Отличный цвет, широкий цветовой охват и глубокий уровень черного. С цветовая гамма ЭЛТ не сравнится ни один дисплей, кроме OLED.
- Нет родного разрешения; единственная технология отображения способная к настоящей multisyncing (отображение различных разрешений с различной частотой обновления без необходимости масштабирования).
- Нет входной задержки.
- Нет ореолов и размытия при быстром движении из-за отсутствия времени отклика, и импульсной основе операции.
- Позволяет использовать лазерные указки.
- Отличный угол обзора.
Минусы:
- Большой размер и вес, особенно для больших экранов (20-дюймовые (51 см), весят около 50 фунтов (23 кг)).
- Относительно высокая потребляемая мощность при высокой яркости, контрастности, частоте обновления.
- Выделяет значительное количество тепла при работе.
- Бывают геометрические искажения, вызванные переменной расстояния путешествия пучка, но, к счастью, почти нет искажения в современных и/или высокого класса ЭЛТ-мониторах.
- Производит заметное мерцание при низкой скорости обновления.
- Помимо телевизоров, ЭЛТ-мониторы, как правило, производится только в соотношении сторон 4:3 (хотя некоторые широкоформатные мониторы ЭЛТ, в частности, GDM-FW900 Sony, действительно существуют).
- Ремонтобслуживание представляет некоторую опасность.
- Цветные дисплеи не могут быть сделаны в размерах меньше 17,78 сантиметра. Максимальный размер прямого дисплея ограничен примерно 101,60 см. из-за практических и производственных ограничений (ЭЛТ такого размера будет весить около 135,9 кг).
Технология LCD
Жидкокристаллический дисплей (LCD) — это плоскоэкранный дисплей, электрический визуальный дисплей или видеодисплей, использующий модулирующие свет свойства жидких кристаллов (ЖК). ЖК не излучают света напрямую.
Они используются широко, включая компьютерные мониторы, телевидение, приборные панели, дисплеи в кабинах самолетов, вывески и т.д. . Они часто встречаются в потребительских устройствах, таких как видео-плееры, игровые устройства, часы, калькуляторы и телефоны. ЖК-дисплеи пришли на смену электронно-лучевым дисплеям в большинстве приложений. Они доступны в более широком диапазоне размеров экрана, чем ЭЛТ-мониторы и плазменные панели, и поскольку они не используют люминофоры, и не страдают от выгорания цветов. ЖК-дисплеи, однако, подвержены эффекту «послесвечения» .
ЖК-дисплеи являются более энергоэффективными, и более безопасными для переработки, чем ЭЛТ-дисплеи. Их низкое энергопотребление позволяет использовать их в электронном оборудовании, получающем питание от батарей. Это электронно-модулированное оптическое устройство из любого количества сегментов, заполненных жидкими кристаллами и выстроенных перед источником света или отражателем, для получения изображений — цветных или монохромных. Раннее обнаружение, ведущее к развитию ЖК-технологии, это открытие жидких кристаллов, датируемое 1888 годом. К 2008 году мировые продажи телевизоров с ЖК-экранами превысили продажи ЭЛТ-телевизоров.
Плюсы:
- Очень компактны и легки.
- Низкое потребление энергии. В среднем, на 50-70% меньше энергии, чем потребляется ЭЛТ-мониторами.
- Нет геометрических искажений.
- Мало или нет мерцания от подсветки, в зависимости от технологии.
- Не подвержен выгоранию экрана (хотя аналогичное, но менее опасное явление, известное, как «эффект послесвечения» возможно).
- Может быть сделан практически любого размера или формы.
- Теоретически, нет предела разрешению.
Минусы:
- Ограниченный угол обзора, в результате чего цвет, насыщенность, контрастность и яркость изменяется, даже в пределах предназначенного угла обзора, например изменениями в осанке.
- Неравномерная подсветка в некоторых мониторах, в результате чего яркость искажается, особенно по направлению к краям.
- Размытие и двоение изображения при быстром движении, вызванное медленной реакцией (2-8 мс).
- Только одно родное разрешение. Отображение других разрешений, либо требует масштабирования, снижения качества восприятия, или отображение 1:1 пикселей, в котором изображение будет физически слишком большим или не заполнит весь экран.
- Постоянная разрядность. 8-битные S-IPS панели могут отображать 16 миллионов цветов и значительно лучше уровень черного, но стоят дорого и имеют большее время отклика.
- Входная задержка.
- Битые пиксели могут возникнуть либо в процессе производства, либо в процессе использования.
- Иногда может возникать термализация, когда только часть экрана нагрелась, и поэтому выглядит обесцвеченной по сравнению с остальной частью экрана.
- Неприемлемо большое время отклика при низких температурах.
- Не все ЖК-дисплеи позволяют легко заменить лампы подсветки.
Плазменные мониторы
Отдельного упоминания заслуживают плазменные мониторы и экраны, которые являются одним из видов плоских дисплеев, использующихся в больших экранах — 30 дюймов (76 см) или больше. Они называются «плазменными», потому что технология использует небольшие клетки, содержащие электрически-заряженный ионизованный газ, также известные как люминесцентные лампы.
Плюсы:
- Высокая контрастность, отличные цвета и глубокий уровень черного.
- Суб-миллисекундое (0,001 мс) время отклика.
- Минимальные искажения цвета, насыщенности, контрастности и яркости.
- Отличный угол обзора.
- Нет геометрических искажений.
- Мягкий и менее угловатый вид изображения, чем у LCD.
- Высокая масштабируемость.
Минусы:
- Большой шаг пикселя, то есть либо низкое разрешение, либо большой экран. Таким образом, цветные дисплеи производятся только в размерах более 32 дюймов (81 см.).
- Изображение мерцает из-за фосфорной основы.
- Стеклянный экран может вызывать блики и отражения.
- Высокая рабочая температура и энергопотребление. ЖК-дисплеи потребляют меньше электроэнергии.
- Входная задержка.
- Относительно большой вес.
- Только одно родное разрешение. Отображение других разрешений требует масштабирования видео, что снижает качество изображения с меньшим разрешением.
- Постоянная разрядность. Плазменные клетки могут быть только включены или выключены, в результате чего — более ограниченный цветовой диапазон, чем у ЖК или ЭЛТ.
- Может пострадать от выгорания экрана. Это было серьезной проблемой на ранних плазменных дисплеях, но в более новых моделях стали включать методы, чтобы снизить вероятность случайного выгорания.
- Относительно хрупки; следует транспортировать, хранить, и эксплуатировать в вертикальном положении, так как стеклянный экран может разбиться под собственным весом, если не будет поддерживаться должным образом.
- При производстве возможно появление битых пикселей.
Технология OLED
OLED (organic light-emitting diode) — светоизлучающий диод (LED), в котором эмиссионный электролюминесцентный слой пленки состоит из органических соединений, которые испускают свет в ответ на электрический ток. Этот слой органического полупроводника находится меж двумя электродами, и, обычно, по крайней мере, один из этих электродов является прозрачным.
Плюсы:
- Отличный угол обзора.
- Очень малый вес.
- Отличный уровень черного. Нет ореола и размытия при быстром движении из-за суб-миллисекундного времени отклика.
- Широкая гамма и яркие цвета из-за отсутствия подсветки.
Минусы:
- Может пострадать от выгорания экрана.
- Сложны и дороги в производстве в настоящее время.
- Органические материалы (по состоянию на 2011), распадаются в течение долгого времени, что делает дисплей непригодным через некоторое время.
Вывод
Органика пока не вариант для предприятий в силу их цены (6000$ за монитор). В конференц-зал, где нужен большой экран лучше взять плазменный, или вообще поставить проектор. Для менеджера или даже директора прекрасно подойдет ЖК монитор, в силу приемлемой цены и низкого вреда для здоровья. Дизайнеру, которому нужна идеальная цветопередача, лучше не пожалеть и поставить дорогой ЭЛТ. Естественно цены на мониторы в целом, для среднего заработка нашего соотечественника – слишком велики, поэтому ценовая политика компании, которой требуются мониторы вообще под очень большим вопросом.
Монитор является неотъемлемой частью компьютерного оборудования. Как правило, мониторы, как сегмент компьютерного рынка, дешевеют не так быстро, как другое оборудование. Поэтому пользователи обновляют мониторы значительно реже. Следовательно, при покупке нового монитора большое значение имеет выбор качественного продукта. Далее мы рассмотрим важнейшие характеристики и показатели качества мониторов.
Физические характеристики мониторов
Размер рабочей области экрана
Размер экрана - это размер по диагонали от одного угла экрана до другого. У ЖК-мониторов номинальный размер диагонали экрана равен видимому, но у ЭЛТ-мониторов видимый размер всегда меньше.
Изготовители мониторов в дополнение к сведениям о физических размерах кинескопов также предоставляют информацию о размерах видимой части экрана. Физический размер кинескопа - это внешний размер трубки. Поскольку кинескоп заключен в пластмассовый корпус, видимый размер экрана немного меньше его физического размера. Так, например, для 14-дюймовой модели (теоретическая длина диагонали 35,56 см) полезный размер диагонали равен 33,3–33,8 см в зависимости от конкретной модели, а фактическая длина диагонали 21-дюймовых устройств (53,34 см) составляет от 49,7 до 51 см (см. табл. 1).
Типичный видимый размер диагонали, см |
Видимая площадь экрана, см 2 |
Увеличение видимой площади экрана по сравнению с предыдущим типом, % |
|
---|---|---|---|
Таблица 1. Типичные значения
видимого размера диагонали и площади экрана монитора.
В таблице 2 показано изменение площади экрана с изменением размера диагонали. В строках показано на сколько меньше площадь экрана данного типоразмера по сравнению с большими экранами, а в столбцах - насколько больше площадь экрана данного типоразмера по сравнению с меньшими экранами. Например, площадь экрана 20-дюймового монитора на 85,7% больше, чем площадь 15-дюймовой модели, но на 9,8% меньше чем площадь экрана 21-дюймового монитора.
Номинальный размер диагонали, дюймов |
|||||
---|---|---|---|---|---|
Таблица 2. Процентное изменение
полезной площади экрана разных типоразмеров.
Радиус кривизны экрана ЭЛТ
Современные кинескопы по форме экрана делятся на три типа: сферический, цилиндрический и плоский (см. рис.1).
Рисунок 1.
У сферических экранов поверхность выпуклая и все пиксели (точки) находятся на равном расстоянии от электронной пушки. Такие ЭЛТ не дороги, изображение, выводимое на них, не очень высокого качества. В настоящее время применяются только в самых дешевых мониторах.
Цилиндрический экран представляет собой сектор цилиндра: плоский по вертикали и закругленный по горизонтали. Преимущество такого экрана - большая яркость по сравнению с обычными плоскими экранами мониторов и меньшее количество бликов. Основные торговые марки - Trinitron и Diamondtron. Плоские экраны (Flat Square Tube) наиболее перспективны. Устанавливаются в самых совершенных моделях мониторов. Некоторые кинескопы этого типа на самом деле не являются плоскими, но из-за очень большого радиуса кривизны (80 м по вертикали, 50 м по горизонтали) они выглядят действительно плоскими (это, например, кинескоп FD Trinitron компании Sony).
Тип маски
Существует три типа маски: а) теневая маска; б) апертурная решетка; в) щелевая маска. Подробнее читайте на следующей странице.
Экранное покрытие
Важными параметрами кинескопа являются отражающие и защитные свойства его поверхности. Если поверхность экрана никак не обработана, то он будет отражать все предметы, находящиеся за спиной пользователя, а также его самого. Это отнюдь не способствует комфортности работы. Кроме того, поток вторичного излучения, возникающий при попадании электронов на люминофор, может негативно влиять на здоровье человека.
На рисунке 2 показана структура покрытия кинескопов (на примере кинескопа DiamondTron производства компании Mitsubishi). Неровный верхний слой призван бороться с отражением. В техническом описании монитора обычно указывается, какой процент падающего света отражается (например, 40%). Слой с различными преломляющими свойствами дополнительно снижает отражение от стекла экрана.
Рисунок 2.
Наиболее распространенным и доступным видом антибликовой обработки экрана является покрытие диоксидом кремния. Это химическое соединение внедряется в поверхность экрана тонким слоем. Если поместить обработанный диоксидом кремния экран под микроскоп, то можно увидеть шершавую, неровную поверхность, которая отражает световые лучи от поверхности под различными углами, устраняя блики на экране. Антибликовое покрытие помогает без напряжения воспринимать информацию с экрана, облегчая этот процесс даже при хорошем освещении. Большинство запатентованных видов защитных покрытий против отражений и бликов основано на использовании диоксида кремния. Некоторые изготовители кинескопов добавляют в покрытие также химические соединения, выполняющие функции антистатиков. В наиболее передовых способах обработки экрана для улучшения качества изображения используются многослойные покрытия из различных видов химических соединений. Покрытие должно отражать от экрана только внешний свет. Оно не должно оказывать никакого влияния на яркость экрана и четкость изображения, что достигается при оптимальном количестве диоксида кремния, используемого для обработки экрана.
Антистатическое покрытие предотвращает попадание пыли на экран. Оно обеспечивается с помощью напыления специального химического состава для предотвращения накопления электростатического заряда. Антистатическое покрытие требуется в соответствии с рядом стандартов по безопасности и эргономике, в том числе MPR II и TCO.
Также необходимо отметить, что для защиты пользователя от фронтальных излучений экран кинескопа выполняется не просто из стекла, а из композитного стекловидного материала с добавками свинца и других металлов.
Вес и размеры
Средний вес 15-дюймовых ЭЛТ-мониторов - 12–15 кг, 17-дюймовых - 15–20 кг, 19-дюймовых - 21–28 кг, 21-дюймовых - 25–34 кг. ЖК-мониторы намного легче - их вес в среднем колеблется от 4 до 10 кг. Большой вес плазменных мониторов обусловлен их крупными размерами, вес 40-42-дюймовых панелей достигает 30 кг и выше. Типичные размеры ЭЛТ-мониторов показаны в таблице 3. Основное отличие ЖК-мониторов состоит в меньшей глубине (снижение до 60%).
Номинальный размер диагонали, дюймов |
Ширина, см |
Высота, см |
Глубина, см |
---|---|---|---|
Таблица 3.
Типовые размеры ЭЛТ-мониторов.
Углы поворота
Положение монитора относительно подставки должно регулироваться. Как правило, доступен наклон вверх-вниз и поворот вправо-влево. Иногда также добавляется возможность подъема по вертикали или поворота основания подставки.
Потребляемая мощность
ЭЛТ-мониторы в зависимости от размера экрана потребляют от 65 до 140 Вт. В энергосберегающих режимах современные мониторы потребляют в среднем: в режиме «sleep» - 8,3 Вт, в режиме «off» - 4,5 Вт (обобщенные данные по 1260 мониторам, сертифицированным по стандарту «Energy Star»).
ЖК-мониторы являются самыми экономичными - они потребляют от 25 до 70 Вт, в среднем 35–40 Вт.
Величина энергопотребления плазменных мониторов намного выше - от 250 до 500 Вт.
Портретный режим
У ЖК-мониторов имеется возможность поворота самого экрана на 90° (см. рис. 3), с одновременным автоматическим разворотом изображения. Среди CRT мониторов тоже есть модели с такой возможностью, но они крайне редки. В случае с LCD мониторами, эта функция становится почти стандартной.
Рисунок 3. Форма экрана.
Шаг точек
Шаг точек - это диагональное расстояние между двумя точками люминофора одного цвета. Например, диагональное расстояние от точки люминофора красного цвета до соседней точки люминофора того же цвета. Этот размер обычно выражается в миллиметрах. В кинескопах с апертурной решеткой используется понятие шага полос для измерения горизонтального расстояния между полосами люминофора одного цвета. Чем меньше шаг точки или шаг полосы, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Очень часто размер токи на периферии больше, чем в центре экрана. Тогда производители указывают оба размера.
Допустимые углы обзора
Для ЖК-мониторов это критический параметр, поскольку не у всякого плоскопанельного дисплея угол обзора такой же, как у стандартного монитора ЭЛТ. Проблемы, связанные с недостаточным углом обзора, долгое время сдерживали распространение ЖК-дисплеев. Поскольку свет от задней стенки дисплейной панели проходит через поляризационные фильтры, жидкие кристаллы и ориентирующие слои, то из монитора он выходит большей частью вертикально ориентированным. Если посмотреть на обычный плоский монитор сбоку, то либо изображения вообще не видно, либо все же его можно увидеть, но с искаженными цветами. В стандартном TFT-дисплее с молекулами кристаллов, ориентированными не строго перпендикулярно подложке, угол обзора ограничивается 40 градусами по вертикали и 90 градусами по горизонтали. Контрастность и цвет варьируются при изменении угла, под которым пользователь смотрит на экран. Эта проблема стала приобретать все большую актуальность по мере увеличения размеров ЖК-дисплеев и количества отображаемых ими цветов. Для банковских терминалов это свойство, конечно, очень ценно (так как обеспечивает дополнительную безопасность), но обычным пользователям приносит неудобства. К счастью, производители уже начали применять улучшенные технологии, расширяющие угол обзора. Лидируют среди них: IPS (in-plane switching - объемная коммутация), MVA (multi-domain vertical alignment - вертикально-ориентированные мультидомены) и TN+film (рассеивающие пленки).
Рисунок 4.
Угол обзора.
Они позволяют расширить угол обзора до 160 градусов и выше, что соответствует характеристикам ЭЛТ-мониторов (см. рис. 4). Максимальным углом обзора считается тот, где величина контрастности падает до соотношения 10:1 по сравнению с идеальной величиной (измеренной в точке, непосредственно расположенной над поверхностью дисплея).
Мертвые точки
Их появление характерно для ЖК-мониторов. Это вызвано дефектами транзисторов, а на экране такие неработающие пиксели выглядят как случайно разбросанные цветные точки. Поскольку транзистор не работает, то такая точка либо всегда черная, либо всегда светится. Эффект порчи изображения усиливается, если не работают целые группы точек или даже области дисплея. К сожалению, не существует стандарта, задающего максимально допустимое число неработающих точек или их групп на дисплее. У каждого производителя есть свои нормативы. Обычно 3-5 неработающих точек считается нормой. Покупатели должны проверять этот параметр при получении компьютера, поскольку подобные дефекты не считаются заводским браком и в ремонт не принимаются.
Поддерживаемые разрешения
Максимальное разрешение, поддерживаемое монитором, является одним из ключевых параметров, его указывает каждый производитель. Разрешение обозначает количество отображаемых элементов на экране (точек) по горизонтали и вертикали, например: 1024x768. Физическое разрешение зависит в основном от размера экрана и диаметра точек экрана (зерна) электронно-лучевой трубки (для современных мониторов - 0,28–0,25). Соответственно, чем больше экран и чем меньше диаметр зерна, тем выше разрешение. Максимальное разрешение обычно превосходит физическое разрешение электронно-лучевой трубки монитора. Ниже приведены рекомендованные характеристики для мониторов с различными размерами экрана (см. также табл. 6).
Диагональ, дюймов |
Максимальное разрешение, точек |
Используемое разрешение, точек |
Частота |
---|---|---|---|
640x480 или 800x600 |
при разрешении 640x480 и 800x600 - 75–85 Гц, |
||
1024x768, 800x600 |
при разрешении 640x480, 800x600 - 75–100 Гц, |
||
1024x768, 800x600 |
при разрешении 640x480, 800x600 - 75–110 Гц, |
||
при разрешении 640x480, 800x600,1024x768 - 75–110 Гц, |
|||
1600x1200, 1280x1024 |
при разрешении 640x480, 800x600, 1024x768,1280x1024 - 75–110 Гц, |
Типы видеоадаптеpов MDA (Monochrome Display Adapter - монохpомный адаптеp дисплея) - пpостейший видеоадаптеp, пpименявшийся в IBM PC. Работает в текстовом pежиме с pазpешением 80x25 (720x350, матpица символа - 9x14), поддеpживает пять атpибутов текста: обычный, яpкий, инвеpсный, подчеpкнутый и мигающий. Частота стpочной pазвеpтки - 15 КГц. Интеpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, основной видеосигнал, дополнительный сигнал яpкости. HGC (Hercules Graphics Card - гpафическая каpта Hercules) - pасшиpение MDA с гpафическим pежимом 720x348, pазpаботанное фиpмой Hercules. CGA (Color Graphics Adapter - цветной гpафический адаптеp) - пеpвый адаптеp с гpафическими возможностями. Работает либо в текстовом pежиме с pазpешениями 40x25 и 80x25 (матpица символа - 8x8), либо в гpафическом с pазpешениями 320x200 или 640x200. В текстовых pежимах доступно 256 атpибутов символа - 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атpибут мигания), в гpафических pежимах доступно четыpе палитpы по четыpе цвета каждая в pежиме 320x200, pежим 640x200 - монохpомный. Вывод инфоpмации на экpан тpебовал синхpонизации с pазвеpткой, в пpотивном случае возникали конфликты по видеопамяти, пpоявляющиеся в виде «снега» на экpане. Частота стpочной pазвеpтки - 15 КГц. Ин- теpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, основной видеосигнал (тpи канала - кpасный, зеленый, синий), дополнительный сигнал яpкости. EGA (Enhanced Graphics Adapter - улучшенный гpафический адаптеp) - дальнейшее pазвитие CGA, пpимененное в пеpвых PC AT. Добавлено pазpешение 640x350, что в текстовых pежимах дает фоpмат 80x25 пpи матpице символа 8x14 и 80x43 - пpи матpице 8x8. Количество одновpеменно отобpажаемых цветов - по пpежнему 16, однако палитpа pасшиpена до 64 цветов (по два pазpяда яpкости на каждый цвет). Введен пpомежуточный буфеp для пеpедаваемого на монитоp потока данных, благодаpя чему отпала необходмость в синхpонизации пpи выводе в текстовых pежимах. Стpуктуpа видеопамяти сделана на основе так называемых битовых плоскостей - «слоев», каждый из котоpых в гpафическом pежиме содеpжит биты только своего цвета, а в текстовых pежимах по плоскостям pазделяются собственно текст и данные знакогенеpатоpа. Совместим с MDA и CGA. Частоты стpочной pазвеpтки - 15 и 18 КГц. Интеpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, видеосигнал (по две линии на каждый из основных цветов). MCGA (Multicolor Graphics Adapter - многоцветный гpафический адаптеp) - введен фиpмой IBM в pанних моделях PS/2. Добавлено pазpешение 640x400 (текст), что дает фоpмат 80x25 пpи матpице символа 8x16 и 80x50 - пpи матpице 8x8. Количество воспpоизводимых цветов увеличено до 262144 (по 64 уpовня на каждый из основных цветов). Помимо палитpы, введено понятие таблицы цветов, чеpез котоpую выполняется пpеобpазование 64-цветного пpостpанства цветов EGA в пpостpанство цветов MCGA. Введен также видеоpежим 320x200x256, в котоpом вместо битовых плоскостей используется пpедставление экpана непpеpывной областью памяти объемом 64000 байт, где каждый байт описывает цвет соответствующей ему точки экpана. Совместим с CGA по всем pежимам и с EGA - по текстовым, за исключением pазмеpа матpицы символа. Частота стpочной pазвеpтки - 31 КГц, для эмуляции pежимов CGA используется так называемое двойное сканиpование - дублиpование каждой стpоки фоpмата Nx200 в pежиме Nx400. Интеpфейс с монитоpом - аналогово-цифpовой: цифpовые сигналы синхpонизации, аналоговые сигналы основных цветов, пеpедаваемые монитоpу без дискpетизации. Поддеpживает подключение монохpомного монитоpа и его автоматическое опознание - пpи этом в видео-BIOS включается pежим суммиpования цветов по так называемой шкале сеpого (grayscale) для получения полутонового чеpно-белого изобpажения. Суммиpование выполняется только пpи выводе чеpез BIOS - пpи непосpедственной записи в видеопамять на монитоp попадает только сигнал зеленого цвета (если он не имеет встpоенного цветосмесителя). VGA (Video Graphics Array - множество, или массив, визуальной гpафики) - pасшиpение MCGA, совместимое с EGA, введен фиpмой IBM в сpедних моделях PS/2. Фактический стандаpт видеоадаптеpа с конца 80-х годов. Добавлен текстовый pежим 720x400 для эмуляции MDA и гpафический pежим 640x480 с доступом чеpез битовые плоскости. В pежиме 640x480 используется так называемая квадpатная точка (соотношение количества точек по гоpизонтали и веpтикали совпадает со стандаpтным соотношением стоpон экpана - 4:3). Совместим с MDA, CGA и EGA, интеpфейс с монитоpом идентичен MCGA. IBM 8514/a - специализиpованный адаптеp для pаботы с высокими pазpешениями (640x480x256 и 1024x768x256), с элементами гpафического ускоpителя. Hе поддеpживает видеоpежимы VGA. Интеpфейс с монитоpом аналогичен VGA/MCGA. IBM XGA - следующий специализиpованный адаптеp IBM. Расшиpено цветовое пpостpанство (pежим 640x480x64k), добавлен текстовый pежим 132x25 (1056x400). Интеpфейс с монитоpом аналогичен VGA/MCGA. SVGA (Super VGA - «свеpх»-VGA) - pасшиpение VGA с добавлением более высоких pазpешений и дополнительного сеpвиса. Видеоpежимы добавляются из pяда 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x1024, 1600x1200 - большинство с соотношением 4:3. Цветовое пpостpанство pасшиpено до 65536 (High Color) или 16,7 млн. (True Color). Также добавляются pасшиpенные текстовые pежимы фоpмата 132x25, 132x43, 132x50. Из дополнительного сеpвиса добавлена поддеpжка VBE. Фактический стандаpт видеоадаптеpа пpимеpно с 1992 года, после выхода стандаpта VBE 1.0. До выхода и pеализации стандаpта пpактически все SVGA-адаптеpы были несовместимы между собой. |
Требования к монитору можно определить с помощью таблиц 4 и 5. Например, требуется подобрать монитор для типичного домашнего компьютера. Рабочее разрешение 800x600 - этого хватит для большинства приложений, частота вертикальной развертки - 85 Гц. Также желательна поддержка разрешения 1024x768 при 60 Гц. По таблице 4 находим полосу видеосигнала - 58 МГц для 800x600 и 64 МГц для 1024x768. По таблице 5 находим частоту горизонтальной развертки - 53 кГц для 800x600 и 48 кГц для 1024x768. В итоге получаем следующие требования: максимальное разрешение - не ниже 1024x768, полоса пропускания - не ниже 64 МГц, частота вертикальной развертки - до 85 Гц, частота горизонтальной развертки - до 53 кГц.
Частота вертикальной |
Полоса пропускания |
|||||
---|---|---|---|---|---|---|
1024 |
1152 |
1280 |
1600 |
|||
Таблица 4. Зависимость полосы пропускания
от частоты вертикальной развертки монитора и его разрешения.
Частота горизонтальной |
Полоса пропускания |
|||||
---|---|---|---|---|---|---|
1024 |
1152 |
1280 |
1600 |
|||
Разрешение монитора |
Отношение сторон |
Диагональ ЭЛТ |
||||
---|---|---|---|---|---|---|
Используемые сокращения:
O - оптимальный режим,
З - пиксели достаточно большие, чтобы казаться зернистыми,
П - приемлемо,
н/р - не рекомендуется.
Реальную максимальную разрешающую способность монитора можно рассчитать следующим образом: для этого надо знать три числа: шаг точек (шаг триад для трубок с теневой маской или горизонтальный шаг полос для трубок с апертурной решеткой) и габаритные размеры используемой области экрана в миллиметрах.
Примем сокращения:
максимальное разрешение по горизонтали = MRH (точек)
максимальное разрешение по вертикали = MRV (точек)
Для мониторов с теневой маской:
MRH = горизонтальный размер / (0,866 x шаг триад);
MRV = вертикальный размер / (0,866 x шаг триад).
Так, для 17-дюймового монитора с шагом точек 0,25 мм и размером используемой области экрана 320x240 мм получим максимальную действительную разрешающую способность 1478x1109 точек: 320 / (0,866 x 0,25) = 1478 MRH; 240 / (0,866 x 0,25) = 1109 MRV.
Для мониторов с апертурной решеткой:
MRH = горизонтальный размер / горизонтальный шаг полосок;
MRV = вертикальный размер / вертикальный шаг полосок.
Так, для 17-дюймового монитора с апертурной решеткой и шагом полос 0,25 мм по горизонтали и размером используемой области экрана 320x240 мм получим максимальную действительную разрешающую способность 1280x600 точек: 320 / 0,25 = 1280 MRH; апертурная решетка не имеет шага по вертикали, и разрешающая способность по вертикали такой трубки ограничена только фокусировкой луча.
Контрастность
Контрастность вычисляется как соотношение самого яркого и самого темного участков на дисплее. Чем больше их отличие, тем лучше. У ЭЛТ-мониторов контрастность может достигать 500:1, что позволяет демонстрировать фотореалистическое качество изображений. На таком мониторе можно получить глубокий черный цвет. Но для ЖК-мониторов это очень непросто. Яркость ламп дневного света, используемых при подсветке, очень трудно изменить, а при работе дисплея они всегда включены. Чтобы экран был черным, жидкие кристаллы должны полностью блокировать прохождение света через панель. Однако достичь 100% результата при этом невозможно - какая-то часть светового потока неминуемо пройдет. Сейчас производители продолжают работать над решением этой проблемы. Считается, что для нормальной работы человеческого глаза уровень контрастности должен быть не ниже 250:1.
Максимальная яркость дисплеев ЭЛТ - 100–120 кд/м 2 . Увеличить ее трудно из-за непомерного роста ускоряющих напряжений на катодах электронных пушек, что приводит к побочным эффектам - таким, как повышенный уровень излучения и ускоренное выгорание люминофорного покрытия. У ЖК-мониторов в этой области нет конкурентов. Максимальная величина яркости в принципе определяется характеристиками ламп дневного света, которые используются для подсветки экрана. Не является проблемой получение яркости порядка 200–250 кд/м 2 . Хотя технически вполне возможно ее увеличение до значительно более высоких значений, этого не делают, чтобы не ослепить пользователя.
Коэффициент светопередачи
Отношение полезной световой энергии, прошедшей через переднее стекло монитора, к световой энергии, излученной внутренним фосфоресцирующим слоем, называется коэффициентом светопередачи. Как правило, чем темнее выглядит экран при выключенном мониторе, тем ниже этот коэффициент.
При высоком коэффициенте светопередачи для обеспечения требуемой яркости изображения требуется небольшой уровень видеосигнала, и упрощаются схемотехнические решения. Однако при этом уменьшается перепад между излучающими участками и соседними, что влечет за собой ухудшение четкости и снижение контрастности изображения и, как следствие, ухудшение общего его качества.
С другой стороны, при низком коэффициенте светопередачи улучшаются фокусировка изображения и качество цвета, однако для получения достаточной яркости требуется мощный видеосигнал и усложняется схема монитора.
Обычно 17-дюймовые мониторы имеют коэффициент светопередачи 52–53%, а 15-дюймовые - 56–58%, хотя в зависимости от конкретно выбранной модели эти значения могут варьироваться. Поэтому при необходимости определения точного значения коэффициента светопередачи следует обращаться к документации производителя.
Равномерность
Под равномерностью понимается постоянство уровня яркости по всей поверхности экрана монитора, которое обеспечивает комфортные условия для работы пользователя. Временная неравномерность цвета может быть устранена размагничиванием экрана. Принято различать «равномерность распределения яркости» и «равномерность белого».
Равномерность распределения яркости. Большинство мониторов имеют различную яркость в различных участках экрана. Отношение яркости в наиболее светлой части к яркости в наиболее темной называется равномерностью распределения яркости.
Равномерность белого. Равномерность белого характеризует различие в яркости белого цвета на экране монитора по всей его поверхности (при выводе изображения белого цвета). Численно равномерность белого равна отношению максимальной и минимальной яркости.
Для получения четкого изображения и чистых цветов на экране монитора красный, зеленый и синий лучи, исходящие из всех трех электронных пушек, должны попадать в точно заданное место на экране. Так, для отображения точки белого цвета должны засвечиваться люминофоры зеленого, синего и красного (в определенной пропорции световой мощности), находящиеся друг от друга на расстоянии не более чем полпикселя. Иначе, например, тонкая линия розового цвета, получаемая смешением синего и красного цветов, распадется на две: синюю и красную линии (см. рис. 5). То есть картины, реализуемые каждой пушкой, получаются геометрически несогласованными. Это отрицательно сказывается, в первую очередь, на качестве воспроизведения символов. Мелкие буквы становятся плохо читаемыми и приобретают «радужную» окантовку.
Рисунок 5.
Термин «несведение лучей» означает отклонение красного и синего от центрирующего зеленого.
Статическое сведение. Под статическим несведением понимается несведение трех цветов (RGB) одинаковое на всей поверхности экрана, вызванное незначительной погрешностью при сборке электронной пушки. Изображение на экране может быть откорректировано регулировкой статического сведения.
Динамическое сведение. В то время как в центре экрана монитора изображение остается четким, на его краях может проявиться несведение. Оно вызывается ошибками в обмотках (возможно, при их установке) и может быть устранено с помощью магнитных пластин.
Динамическая фокусировка
Когда поток электронов попадает в центр экрана, формируемое им пятно является строго круглым. При отклонении луча к углам форма пятна искажается, становясь эллиптической (см. рис. 6). Результат - потеря четкости изображения по краям экрана. Для компенсации искажения формируется специальный компенсирующий сигнал. Величина компенсирующего сигнала зависит от свойств ЭЛТ и ее отклоняющей системы. Чтобы устранить смещение фокуса, вызванное различием в путях пробега луча (расстоянии) от электронно-лучевой пушки до центра и до краев экрана, требуется увеличивать напряжение с ростом отклонения луча от центра с помощью высоковольтного трансформатора, как показано на рисунке 7.
Рисунок 6.
Современные системы динамической фокусировки, например, система NX-DBF, разработанная компанией Mitsubishi, способны корректировать форму пятна в каждой точке экрана.
Рисунок 7.
Цветовая температура
Мониторы, используемые для подготовки печатной продукции, должны иметь возможность задавать такой параметр, как цветовая температура. Цветовая температура (или как ее еще называют - точка белого) показывает, какой оттенок на мониторе будет у белого цвета. Измеряется цветовая температура в градусах по шкале Кельвина. Ее физический смысл означает цвет излучения абсолютно черного тела, нагретого до указанной температуры.
Для адекватного управления качеством продукции должна быть установлена объективная шкала. Такая шкала применительно к характеристике цвета основана на изменении белого при нагреве, где в качестве образца используется раскаленная добела нить лампы. Цветовую температуру принято характеризовать в координатной плоскости XY (см. рис. 8).
Рисунок 8.
По координате Х |
По координате Y |
Температура, К |
---|---|---|
Таблица 7. Шкала соответствия
цветовой температуры.
При подготовке документа к печати цветовая температура должна соответствовать цвету бумаги (при определенном освещении), на которой будет печататься этот документ. Обычно при подготовке печатной продукции на мониторе выставляют цветовую температуру 6500 K (свет лампы дневного света). Если изображение готовится для телевизионной трансляции, то оттенок должен соответствовать цветовой температуре 9300 K (солнечный цвет). Компания Kodak для цветной фотопечати принимает за белый цвет значение цветовой температуры, равное 5300 К.
Современные мониторы, как правило, имеют несколько фиксированных значений цветовой температуры, а также возможность произвольно задавать ее значение в диапазоне от 5000 до 10000 К. Произвольное значение температуры белого цвета задается при помощи балансировки яркости двух цветов (красного и синего) относительно фиксированного уровня зеленого цвета.
Частота вертикальной развертки
Значение частоты горизонтальной развертки монитора показывает, какое предельное число горизонтальных строк на экране монитора может прочертить электронный луч за одну секунду. Соответственно, чем выше это значение (а именно оно, как правило, указывается на коробке для монитора), тем выше разрешение может поддерживать монитор при приемлемой частоте кадров. Предельная частота строк является критичным параметром при разработке ЖК-монитора.
Частота горизонтальной развертки
Это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Частота горизонтальной развертки в Гц. В случае с традиционными ЖК-мониторами время свечения люминофорных элементов очень мало, поэтому электронный луч должен проходить через каждый элемент люминофорного слоя достаточно часто, чтобы не было заметно мерцания изображения. Если частота такого обхода экрана становится меньше 70 Гц, то инерционности зрительного восприятия будет недостаточно для того, чтобы изображение не мерцало. Чем выше частота регенерации, тем более устойчивым выглядит изображение на экране. Мерцание изображения приводит к утомлению глаз, головным болям и даже к ухудшению зрения. Заметим, что чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так как угол обзора изображения увеличивается. Значение частоты горизонтальной развертки зависит от используемого разрешения, от электрических параметров монитора и от возможностей видеоадаптера.
Полоса пропускания видеоусилителя
Ширина полосы пропускания измеряется в МГц и характеризует максимально возможное количество точек, отображаемых на экране за секунду. Ширина полосы пропускания зависит от количества пикселей по вертикали и горизонтали, а также от частоты вертикальной развертки (регенерации) экрана. Предположим, что Y обозначает число пикселей по вертикали, X - число пикселей по горизонтали, а R величину частоты регенерации экрана. Чтобы учесть дополнительное время на синхронизацию по вертикали, умножим Y на коэффициент 1,05. Время, необходимое для горизонтальной синхронизации, соответствует примерно 30% от времени сканирования, поэтому используем коэффициент 1,3. Заметим, что 30% - очень умеренная величина для большинства современных мониторов. В результате получим формулу для расчета ширины полосы пропускания монитора: (2.1).
Так, например, для разрешения 1280x1024 при частоте регенерации 90 Гц требуемая ширина полосы пропускания монитора будет равна: 1,05x1024x1280x1,3x90=161 МГц.
Вид развертки
Существует два вида развертки - чересстрочная (Interlaced) и строчная (non-interlaced). Развертка на экране монитора может формироваться как за один проход, так и за два. В мониторах с чересстрочной разверткой каждый кадр изображения формируется из двух полей, содержащих поочередно либо четные, либо нечетные строки. В мониторах со строчной разверткой изображение полностью формируется за один проход. Чересстрочная частота обозначается как «частота кадров 87i Гц» . Реальная частота кадров равна 87 / 2 = 43 Гц. Качество картинки такого монитора неудовлетворительно (хотя все современные телевизоры имеют именно такую развертку). Как правило, современные мониторы не нуждаются в таких видеорежимах, которые применялись 5-10 лет назад из-за неразвитости технологий. Хотя в некоторых ситуациях они применяются. Например, 15-дюймовый монитор Sony 100GST способен формировать изображение 1600х1200 в режиме interlaced. Современного пользователя обычно interlaced-режимы не интересуют, поэтому для того же Sony 100GST говорят, что у него максимальное разрешение 1280х1024.
Конструкция корпуса и подставки
Конструкция монитора должна обеспечивать возможность фронтального наблюдения экрана путем поворота корпуса в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси в пределах ±30° и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси в пределах ±30° с фиксацией в заданном положении. Дизайн мониторов должен предусматривать окраску в спокойные мягкие тона с диффузным рассеиванием света. Корпус монитора должен иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0,4–0,6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.
Способ подключения монитора к компьютеру
Существует два способа подключения монитора к компьютеру: сигнальный (аналоговый) и цифровой.
Монитору необходимо подведение видеосигналов, несущих информацию, отображаемую на экране. Цветному монитору требуется три сигнала, кодирующих цвет (RGB), и два сигнала синхронизации (вертикальной и горизонтальной развертки). Для подключения монитора к компьютеру используют сигнальные (аналоговые) кабели различных типов. Со стороны компьютера такой кабель в большинстве случаев имеет трехрядный разъем DB15/9, который еще называют VGA-разъемом. Этот разъем используется в большинстве IBM-совместимых компьютеров. Компьютеры Macintosh производства компании Apple используют другой соединитель - двухрядный DB15. Кроме того, существуют специальные коаксиальные кабели.
Со стороны монитора кабель может быть наглухо вмонтирован в монитор либо иметь разъемное соединение, в качестве которого используется тот же DB15/9, либо коаксиальный соединитель типа BNC. Некоторые мониторы для удобства имеют два переключаемых входных интерфейса: DB15/9 и BNC. Имея два компьютера, можно один монитор использовать для работы с двумя компьютерами (естественно не одновременно).
Помимо сигнального соединения возможно соединение монитора с компьютером через цифровой интерфейс, позволяющий управлять монитором из компьютера: калибровать его внутренние цепи, настраивать геометрические параметры изображения и т. п. В качестве цифрового интерфейса наиболее часто применяется разъем RC-232C.
Средства управления и регулирования
После настройки монитора на заводе он проделывает долгий путь, прежде чем попадет на стол к пользователю. На этом пути монитор подвергается различным механическим, термическим и прочим воздействиям. Это приводит к тому, что предустановленные настройки сбиваются и после включения изображение на экране отображается не очень качественно. Этого не может избежать ни один монитор. Для того, чтобы устранить эти, а также прочие, возникающие в процессе использования монитора, дефекты, монитор должен обладать развитой системой регулирования и управления, в противном случае потребуется вмешательство специалистов.
Под управлением понимают подстройку таких параметров, как яркость, геометрия изображения на экране. Существуют два типа систем управления и регулирования монитора: аналоговые (ручки, движки, потенциометры) и цифровые (кнопки, экранное меню, цифровое управление через компьютер). Аналоговое управление используется в дешевых мониторах и позволяет напрямую изменять электрические параметры в узлах монитора. Как правило, при аналоговом управлении пользователь имеет возможность настраивать только яркость и контраст. Цифровое управление обеспечивает передачу данных от пользователя к микропроцессору, управляющему работой всех узлов монитора. Микропроцессор на основании этих данных делает соответствующие коррекции формы и величины напряжений в соответствующих аналоговых узлах монитора. В современных мониторах используется только цифровое управление, хотя количество контролируемых параметров зависит от класса монитора и варьируется от нескольких простейших параметров (яркость, контраст, примитивная подстройка геометрии изображения) до сверхрасширенного набора - 25–40 параметров, обеспечивающие точные настройки и более простые в эксплуатации (см. табл. 8).
Характеристики |
Графическое изображение |
|
---|---|---|
Большинство цифровых мониторов |
Размер и центровка по горизонтали; Размер и центровка по вертикали; Трапециевидное искажение по горизонтали; Подушкообразное искажение по горизонтали. |
|
Графические мониторы с размером диагонали 17–21 дюйм |
Параллелограмм по горизонтали; Закругленный сдвиг по горизонтали; Наклон (поворот) изображения. |
|
Профессиональные мониторы |
Раздельное подушкообразное искажение в центре, внизу и вверху изображения; Линейность по вертикали на всем изображении; Баланс линейности по вертикали на всем изображении. |
|
Barco Reference Calibrator |
Линейность по горизонтали; Баланс линейности по горизонтали. |
Таблица 8.
Типы геометрических настроек в зависимости от класса монитора.
Большинство цифровых средств управления снабжены экранным меню (OSD - On Screen Display), которое появляется каждый раз, когда активизируются настройки и регулировки (см. рис.10). С помощью цифровых средств управления установки сохраняются в специальной памяти и не изменяются при отключении электропитания. Экранные средства управления удобны, наглядны, пользователь видит процесс настройки, который становится проще, точнее и понятнее. Имеются три группы регулировок монитора: основные, геометрические и регулировка цвета. Основные регулировки изменяют яркость, контрастность, размер и центрирование изображения по горизонтали и по вертикали. Геометрические настройки предназначены для устранения более сложных искажений изображения - «наклон/поворот» «параллелограмм», «трапеция» и «бочка/подушка» и многие другие.
К настройке цветности относятся: настройка сведения лучей, настройка цветовой температуры, функция подавления муара и др. Настройки цветности позволяют оптимизировать цветовые характеристики монитора, зависящие от типа внешнего освещения и расположения монитора.
Ниже мы рассмотрим подробнее, что стоит за теми или иными обозначениями на кнопках или в экранном меню монитора.
Основные регулировки |
||
---|---|---|
Brightness (яркость) - регулировка яркости монитора. Встречаются аналоговый или цифровой способы регулировки. При цифровой регулировке выносится как главная опция настройки. |
||
Contrast (контрастность) - регулировка контрастности монитора. Как и предыдущая, включается в главную опцию настройки. |
Rotation (поворот) - опция поворота изображения относительно центра экрана. |
|
Keystone (трапеция) - опция корректировки трапециевидных искажений по горизонтали (иногда по вертикали). |
||
Key balance (сдвиг изображения) - позволяет скорректировать сдвиг изображения в верхней или нижней части экрана. |
||
Pin cushion (подушка) - позволяет убрать подушкообразные искажения монитора по горизонтали. |
||
Pin balance (сдвиг искажений) - позволяет исправить изображение, если оно сдвинуто вправо или влево в центре экрана. |
||
Опции регулировки муара и сведения лучей |
||
H convergence (горизонтальное сведение лучей) - коррекция совмещения цветов по горизонтали (с помощью специальной таблицы позволяет настроить сведение лучей по горизонтали). |
||
V convergence (вертикальное сведение лучей) - коррекция совмещения цветов по вертикали. |
||
Moire (муар) - устранение волнистых и дугообразных искажений на экране монитора. |
||
Дополнительные опции меню |
||
OSD (экранное меню) - опция, позволяющая производить настройку положения, времени задержки, языка и т. д. самого меню. |
||
Volume (громкость) - громкость встроенных акустических систем. Имеется в мультимедийных мониторах. |
||
Mute - позволяет мгновенно отключать звук. |
Дополнительное оснащение
Очень часто в монитор встраиваются акустические системы, что избавляет пользователя от необходимости покупать их отдельно. К сожалению, такие модели стоят намного дороже аналогичных мониторов без акустических систем, в то время как качество воспроизводимого ими звука нельзя в большинстве случаев признать хорошим. В последнее время мониторы стали оснащать TV-тюнерами. Впервые TV-тюнер был встроен в ЖК-мониторы Samsung 150MP и 170MP. Он способен принимать ТВ-сигнал во всех мировых стандартах вещания, кроме того, для удобства этот монитор оснащен пультом дистанционного управления. Также некоторые производители оснащают свои мониторы дополнительными функциями. Например, компания Mitsubishi применяет специальную функцию GeoMACS («Geomagnetic Measurement And Compensation System»), которая позволяет автоматически компенсировать влияние магнитного поля Земли. Специальный датчик измеряет текущую величину горизонтальной компоненты внешнего магнитного поля, а дополнительная катушка создает встречное компенсирующее поле. Это позволяет достичь стабильной цветопередачи по всему экрану независимо от положения монитора относительно магнитного поля Земли. Время наработки на отказ Большинство производителей электронно-лучевых трубок нормирует среднее время безотказной работы (MTBF - Mean Time Before Failure) от 30 до 60 тыс. часов, что обеспечивает бесперебойную работу устройства в течение не менее 3,5 лет. После этого изображение может начать терять яркость и контрастность. |
Рисунок 10. |
Выбор видеокарты
Правильный выбор видеокарты особенно важен для мониторов с диагональю от 17-дюймов и выше. Для мониторов с диагональю 14 дюймов, вообще говоря, подходит любая видеокарта, так как максимальная частота вертикальной развертки не превышает для этих мониторов значения 85 Гц, а на это способна любая видеокарта. Но даже для монитора с диагональю 15 дюймов уже желателен выбор видеокарты от известного производителя с объемом видеопамяти не менее 2 Мбайт для поддержки режима 16 млн. цветов (True Color) при этом же разрешении, так как почти все 15-дюймовые мониторы в режиме 800х600 поддерживают развертку в 100 Гц.
При выборе монитора с диагональю 21" и более требования еще более ощутимы:
Для высокачественных мониторов с максимальным разрешением 1800х1440 или выше требуются специальные версии видеокарт с RAMDAC от 300 МГц. |
Рисунок 11. |
Условия эксплуатации и хранения
И знание тонкостей в его выборе, помогут грамотно подобрать необходимую модель. Начать следует с их видов. На сегодняшний день существует 3 вида мониторов. ЭЛТ, LCD и LED.
Для расчета диагонали монитора, вы може воспользоваться калькулятором диагонали монитора в дюймах и сантиметрах .
ЭЛТ или электронно-лучевая трубка - это давно устаревшая технология, применяемая в мониторах. ЭЛТ-мониторы уже древность, ушедшая на покой. Разве что у кого-то сохранились эти «пузатые» монстры с выпуклым экраном. Потом, конечно, убрали пузатость и выпуклость и продолжили выпускать ЭЛТ, но уже с плоским экраном.
LCD (liquid crystal display) - жидкокристаллические мониторы, тонкие и плоские, пришли на замену электронно-лучевым. Данный вид есть у большинства пользователей. В таком мониторе применяются люминесцентные лампы. Качество изображения лучше, энергопотребление меньше.
LED (light-emitting diode) - современная разновидность ЖК-монитора. В основе технологии лежат светоизлучающие диоды. Вследствие этого, цвета более насыщенные, а картинка более качественная.
Для расчета диагонали телевизора, вы може воспользоваться калькулятором диагонали телевизора в дюймах и сантиметрах .
Характеристики размера монитора.
Это размер или правильней сказать диагональ экрана, которая измеряется в дюймах и может иметь любое значение. Во времена ЭЛТ-мониторов, хорошей диагональю считали 17 дюймов . С приходом ЖК, мониторы начали увеличиваться и стали широкоформатными, и диагональ перевалила за 20, а потом и за 30 дюймов. Оптимально, для настольного пользования необходимо 23-24 дюйма, но, если Ваши запросы больше, существуют и огромные экраны в 27 или 32 дюйма. Чем больше диагональ, тем большее разрешение можно выставить.
Разрешение монитора как его характеристика.
Разрешение - это количество пикселей (точек) по горизонтали и по вертикали. Например, в разрешении 1024*768, первое число выступает количеством горизонтальных пикселей, а второе вертикальных. Как правило, чем выше разрешение, тем качественнее будет картинка на экране. Отдельно стоит выделить такие характеристики монитора, как соотношение сторон экрана. Изначально все мониторы были в формате 4:3, то есть экран был практически квадратным. С приходом широкого экрана мониторов, появились такие форматы, как 16:9 и 16:10. Конечно, есть и другие, но эти считаются самыми распространенными. Широкий формат позволяет более комфортно созерцать экран, благодаря большему обзору и расширенному пространству.
Характеристика монитора - матрица.
Последней важной для изображения, характеристикой, при выборе монитора является его матрица, которая отвечает за поведение жидких кристаллов и их роль в формировании изображения.
Для расчета размера экрана ноутбука, вы може воспользоваться калькулятором размера экрана ноутбука в дюймах и сантиметрах .
Вдаваться в подробности каждой матрицы не имеет смысла, зато можно выделить 3 основных типа:
1. TN (TN+Film - Twisted Nematic). Дешевый и устаревший тип, минусом которого был плохой обзор картинки под разными углами.
2. IPS (In Plane Switch). Такой тип дороже и имеет большее время отклика, по сравнению с TN, но это компенсируется прекрасной картинкой и отсутствием проблем с углами обзора.
3. PVA/MVA (VA). Эта матрица появилась позже и является чем-то средним между первыми двумя типами. Цена такой матрицы соответственно дешевле чем IPS.