Технические характеристики монитора компьютера. Основные параметры жк-мониторов
1) Размер рабочей области экрана
Номинальный размер диагонали экрана ЖК-монитора равен видимой области, в отличие от ЭЛТ-монитора, видимый размер которого всегда меньше.
Изготовители мониторов в дополнение к физическим размерам кинескопов 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. Так, например, для 14" 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.
2)Радиус кривизны экрана ЭЛТ
Современные кинескопы по форме экрана делятся на три типа: сферический, цилиндрический и плоский (рис.1).
У сферических экранов поверхность выпуклая и все пиксели (точки) находятся на равном расстоянии от электронной пушки.
Цилиндрический экран представляет собой сектор цилиндра: плоский по вертикали и закругленный по горизонтали.
Плоские экраны наиболее перспективны. Устанавливаются в самых совершенных моделях мониторов. Некоторые кинескопы этого типа на самом деле не являются плоскими - но из-за очень большого радиуса кривизна (80 м - по вертикали, 50 м - по горизонтали) они выглядят действительно плоскими.
3) Экранное покрытие
Важным параметром 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. Кроме того, поток вторичного излучения, возникающий при попадании электронов на люминофор, может негативно влиять на здоровье человека.
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. 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.
4) Частота вертикальной развертки
Значение частоты вертикальнойразвертки 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.
5) Частота горизонтальной развертки
Это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Частота горизонтальной развертки в Гц. В случае с традиционными ЭЛТ-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.
6) Шаг точек
Шаг точек - это диагональное расстояние между двумя точками люминофора одного цвета. Этот размер обычно выражается в миллиметрах (мм). 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 точки на периферии больше, чем в центре экрана. Тогда производители указывают оба размера.
7) Допустимый угол обзора
Д
ля
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. Они позволяют
расширить угол обзора до 160 градусов и
выше, что соответствует характеристикам
ЭЛТ-мониторов (рис.2). 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).
8) 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.
9) 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: 1024768. Физическое разрешение зависит в основном от размера экрана и диаметра точек экрана (зерна) электронно-лучевой трубки экрана (для современных мониторов - 0.28-0.25). Соответственно, чем больше экран и чем меньше диаметр зерна, тем выше разрешение.
10) 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.
11) 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.
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, который позволяет 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.
12) Средства управления и регулирования
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), обеспечивающего точные настройки.
Основные параметры ЖК-мониторов
Итак, что мы знаем о жидкокристаллических мониторах? Во-первых, они различаются размерами и цветом. Во-вторых - ценой. В-третьих, их производят более десятка различных компаний. Этим, пожалуй, знания обыкновенного пользователя компьютера ограничиваются. Постараемся их расширить.
Наиболее важные потребительские характеристики ЖК-монитора (или LCD-монитора) следующие: цена, соотношение сторон экрана, разрешение, диагональ, контрастность, яркость, время отклика, угол обзора, наличие дефектных пикселей, интерфейсы, тип матрицы, размеры, потребляемая мощность.
Цена
По поводу ценообразования: в целом чем дороже монитор, тем он лучше. Однако есть нюансы. Два производителя могут создавать свои модели на базе одной и той же матрицы, но разница в цене может достигать больше тысячи рублей. Все из-за дизайна, маркетинговой политики компании и других факторов.
Кроме того, каждая дополнительная функция или возможность увеличивают конечную стоимость монитора. Причем не всегда эти улучшения необходимы пользователю. Многим из них достаточно качества картинки и функционала дешевых моделей на основе TN-матрицы. А вот некоторым требуется точное отображение цветов, которое могут обеспечить только более дороги модели на базе на основе IPS- или *VA-матрицы.
Цены на самые дешевые 18,5- и 19-дюймовые мониторы начинаются от $100.
Формат экрана
Устаревшие ныне ЭЛТ-мониторы обладали стандартным соотношением сторон 4:3 (ширина к высоте). Первые ЖК-мониторы также выпускались такими (плюс производился формат 5:4). Сейчас их уже сложно встретить в продаже: на полках магазинов стоят широкоформатники - модели с соотношением сторон 16:10, 16:9, 15:9, что связано с активным внедрением видео в HD-формате (16:9).
Мониторы 4:3 более предпочтительны для веб-серфинга, работы в текстовых, издательских и других программах, где работа ведется преимущественно над вертикальными объектами (страницами). Но в качестве домашнего монитора и средства для развлечения (просмотр разнообразного видеоконтента, трехмерных игр) широкоформатный монитор окажется лучшим выбором.
Разрешение экрана
Этот параметр показывает, сколько точек (пикселей) размещается на видимой части монитора. Например: 1680x1050 (1680 точек по горизонтали и 1050 точек по вертикали). Этот параметр определяется исходя из формата кадра (число точек кратно соотношению сторон). В данном случае это 16:10. Существует конечное число таких пар чисел (таблицу разрешений можно найти в Интернете).
В ЭЛТ-мониторах вы могли выставить любое разрешение, которое поддерживается монитором или видеокартой. В ЖК-мониторах же существует только одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией. При этом ухудшается качество картинки. Поэтому при выборе между мониторами с одинаковым разрешением лучше выбрать с большей диагональю. Особенно если у вас ослабленное зрение, что в наше время совсем не редкость. И еще, разрешение ЖК-монитора должно поддерживаться вашей видеокартой. Проблемы могут возникнуть с устаревшими видеокартами. Иначе придется ставить неродное разрешение. А это - ненужное искажение картинки.
Покупать монитор с разрешением 1920x1080 (Full HD) или 2560x1600 вовсе необязательно. Потому что ваш компьютер может потянуть 3D-игры при таком разрешении, а видеофильмы в Full HD еще пока мало распространены.
Диагональ экрана
Это значение традиционно измеряется в дюймах и показывает расстояние между двумя противоположными углами. Оптимальная на сегодня диагональ по размеру и цене - это 20-22 дюйма. Кстати, при одинаковом размере диагонали монитор с форматом 4:3 будет обладать большей площадью поверхности.
Контрастность
Эта величина показывает максимальное отношение яркостей между самой светлой и самой темной точками. Обычно указывается в виде пары чисел типа 1000:1. Чем больше статическая контрастность, тем лучше, так как это позволит увидеть больше оттенков (к примеру, вместо черных областей - оттенки черного на фотографиях, в играх или фильмах). Учтите, что информацию о статической контрастности производитель может заменять данными о динамической контрастности, которая рассчитывается по-другому и на которую не стоит полагаться при выборе монитора.
Яркость
Этот параметр показывает количество света, излучаемое дисплеем. Измеряется в канделах на квадратный метр. Высокое значение яркости не повредит. В случае чего всегда можно будет яркость уменьшить в зависимости от собственных предпочтений и освещенности рабочего места.
Время отклика
Время отклика - минимальное время, которое необходимо пикселю для изменения своей яркости от активного (белого) в бездействующий (черный) и обратно к активному. Время отклика складывается из времени буферизации и времени переключения. В характеристиках указывается последний параметр. Измеряется в миллисекундах (мс). Чем меньше, тем лучше. Большое время отклика приводит к смазыванию изображений в быстрых сценах в фильмах и играх. В большинстве недорогих моделях на базе TN-матрицы время отклика не превышает 10 мс и вполне достаточно для комфортной работы. Кстати, некоторые производители лукавят, измеряя время перехода от одного оттенка серого к другому и выдавая это значение за время отклика.
Угол обзора
Этот параметр показывает, при каком угле просмотра контраст падает до заданного значения. При этом искажения становятся неприемлемыми для просмотра. Увы, каждая компания вычисляет угол обзора по-своему, поэтому самое лучшее - внимательно присмотреться к монитору перед покупкой.
Дефектные пиксели
После производства ЖК-матрицы на ней могут оказаться дефекты изображения, подразделяющиеся на пиксели мертвые и “горячие” (зависимые). Появление последних зависит от некоторых факторов: например, они могут проявляться при повышении температуры. “Горячие” пиксели можно попробовать убрать с помощью процедуры “ремапа” (поврежденные пиксели при этом будут выключены). От пикселей избавиться вряд ли получится.
Согласитесь, неприятно работать на мониторе с постоянно горящей зеленой либо красной точкой. Поэтому при осмотре монитора в магазине запустите какую-нибудь тестовую программу, чтобы определить наличие или отсутствие дефектных пикселей. Либо поочередно залейте экран черным, белым, красным, зеленым и синим цветом и внимательно приглядитесь. Если битых пикселей нет, смело берите. К сожалению, они могут проявиться позднее, но вероятность этого невысока.
Следует знать еще один момент: стандарт ISO 13406-2 устанавливает четыре класса качества мониторов по допустимому числу битых пикселей. Поэтому продавец может отказать вам в обмене модели, если число битых пикселей не выходит за рамки определенного производителем класса качества.
Тип матрицы
При производстве дисплеев применяются три основные технологии: TN, IPS и MVA/PVA. Имеются и другие, но они не имеют такого распространения. Технологические различия нам неинтересны, перейдем к потребительским свойствам.
TN+film. Наиболее массовые и дешевые панели. Обладают хорошим временем отклика, но плохим уровнем контрастности и малым углом обзора. Также хромает цветопередача. Поэтому не применяются в сферах, где необходима точная работа с цветом. Для домашнего использования - наилучший вариант.
IPS (SFT). Дорогие панели. Хороший угол обзора, высокая контрастность, хорошая цветопередача, но большое время отклика. Единственные, которые могут передать полную гамму цветов RGB. В настоящее время ведутся разработки для уменьшения времени отклика, еще большего расширения цветового диапазона и улучшения других параметров.
MVA/PVA. Нечто среднее между TN и IPS как по стоимости, так и по характеристикам. Время отклика не сильно хуже TN, а контрастность, цветопередача и угол обзора лучше.
Интерфейсы
Современные мониторы могут подключаться к компьютеру с помощью аналоговых и цифровых интерфейсов. Аналоговый VGA (D-Sub) морально устарел, но, скорее всего, будет использоваться еще достаточно долго. Постепенно вытесняется цифровым DVI. Также могут встретиться цифровые интерфейсы HDMI и DisplayPort.
Вам, по сути, нужно знать одно: есть ли на вашей видеокарте соответствующий интерфейс. К примеру, вы купили новый монитор с цифровым DVI, а на видеокарте - только аналоговый. В таком случае придется использовать переходник.
Размеры, дизайн, потребляемая мощность
Монитор нужно выбирать не только исходя из потребительских характеристик, но и внешнего вида. Но это индивидуальный параметр. Как мы уже писали, красивый дизайн повышает стоимость монитора. На потребляемую мощность можно не обращать внимания. Почти у всех современных моделей она совсем невелика. В паспорте устройства указывается потребляемая мощность: активная (в режиме работы) и пассивная (когда монитор выключен, но не отключен от сети).
Еще один вопрос: брать монитор с глянцевым покрытием или с матовым? Глянец дает большую контрастность, но больше бликует и быстрее пачкается.
Минусы ЖК-мониторов
Несмотря на то что жидкокристаллические мониторы по сравнению с ЭЛТ-мониторами обладают рядом преимуществ, необходимо отметить и ряд недостатков:
1) только одно “штатное” разрешение, остальные получаются с помощью интерполяции при потере четкости;
2) цветовой охват и точность цветопередачи хуже;
3) сравнительно невысокий уровень контрастности и глубины черного цвета;
4) время отклика на изменения изображения больше, чем у ЭЛТ-мониторов;
5) до сих пор не решена проблема зависимости контраста от угла обзора;
6) возможное наличие неустранимых дефектных пикселей.
Будущее ЖК-мониторов
В настоящее время жидкокристаллические мониторы переживают век расцвета. Но еще несколько лет назад эксперты начали разговоры о технологии, которая когда-нибудь сможет их заменить. Наиболее перспективными считаются OLED-дисплеи (матрица с органическими светодиодами). Однако их массовое производство пока сопряжено с трудностями и ограничивается довольно высокой ценой. Кроме того, технологии изготовления ЖК-мониторов постоянно улучшаются, поэтому объявление об их скорой кончине преждевременно.
Монитор
Одной из важных составных частей персонального компьютера является его видеосистема, в которую входят следующие элементы:
· монитор;
· плата видеоадаптера;
· набор программ-драйверов.
Все современные мониторы можно разделить на два класса:
· мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ);
· жидкокристаллические мониторы (ЖК – мониторы).
В свою очередь среди каждого класса выделяют цветные и монохромные мониторы .
Для формирования цвета точки на экране монитора обычно используются три основных цвета: красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue) и сигнал интенсивности или яркости (Intensity), т.е. так называемая палитра IRGB . Все остальные цвета получаются путем смешивания трех основных.
В зависимости от вида сигнала, который управляет пучком электронов, мониторы с ЭЛТ делятся на аналоговые и цифровые .
Принцип действия жидкокристаллических мониторов состоит в том, что при подаче напряжение на жидкий кристалл, он изменяет свой цвет.
Преимущество жидкокристаллического монитора заключается в том, что при его работе отсутствуют вредные излучения. Недостаток состоит, прежде всего, в его высокой стоимости и низком быстродействии.
Среди жидкокристаллических мониторов различают:
· мониторы с подсветкой;
· мониторы без подсветки;
Мониторы без подсветки могут работать только при достаточном внешнем освещении. При этом четкость у них ниже, чем у мониторов с подсветкой. Однако мониторы с подсветкой стоят дороже и время расхода внутренних батарей у них очень быстрое.
ЖК мониторы делятся на:
· мониторы с активной матрицей;
· мониторы с пассивной матрицей.
Контрастность мониторов с активной матрицей значительно выше, чем у мониторов с пассивной матрицей, поэтому для человеческого глаза оптимальнее работать с монитором на активной матрице, но стоимость их значительно выше.
Монитор компьютера может работать в двух режимах: текстовом и графическом. В текстовом режиме экран дисплея разбивается на 25 строк по 80 символов в каждой строке. Этот режим служит для вывода заранее заданных символов. К этим символам относятся большие и малые латинские буквы, буквы русского алфавита, цифры и другие различные символы.
В графическом режиме на экран дисплея изображение выводится по точкам (пикселям). В таком режиме можно рисовать рисунки, создавать таблицы, строить графики и т.д. Разумеется, в этом режиме можно также выводить и текстовую информацию, но быстродействие тогда будет ниже, чем при работе в текстовом режиме.
Отличительная характеристика графического режима состоит в том, что для этого режима требуется значительно больше видеопамяти, чем для символьного.
Основные характеристики мониторов
Разрешающая способность монитора определяется числом точек, которое воспроизводится по горизонтали и вертикали экрана, например, 800х600пикселов. Чем выше разрешающая способность, тем четче изображение на экране, однако, само изображение при этом уменьшается.
Следующая характеристика это размер экрана по диагонали. Существует несколько стандартных размеров экрана монитора, измеряемых в дюймах: 14, 15, 17, 19, 20, 21. Оптимальный размер монитора для человеческого глаза составляет 15 - 17 дюймов. Однако следует заметить, что с увеличением размера экрана на один тип, стоимость монитора увеличивается на 20-30%.
Частота кадров измеряется в герцах и определяет сколько раз за одну секунду обновляется изображение экрана. Человеческий глаз воспринимает смену изображений с частотой 25 Гц как непрерывное движение. Однако чем выше частота кадров, тем устойчивее изображение и тем меньше утомляется человеческий глаз. Рекомендуемая частота кадров должна быть не менее 75 Гц.
Четкость изображение на экране помимо разрешающей способности зависит и от зернистости экрана , т.е. от размера точек люминофора. Чем меньше размеры точек люминофора, тем выше четкость изображения.
Обычно говорят не о размерах самих точек, а о расстоянии между ними . Этот параметр может находиться в диапазоне 0,41 - 0,22 мм. Однако для хороших моделей диапазон составляет 0,28 - 0,22 мм.
Работа монитора с ЭЛТ сопровождается различными излучениями, такими как: рентгеновское, инфракрасное излучения, радиоизлучение, а также вокруг монитора создается электростатические поля. Поэтому на старых моделях мониторов требуется использовать специальные защитные экраны (фильтры).
В настоящее время выпускаются в основном мониторы с низким уровнем излучения - так называемые мониторы Low Radiation . Эти мониторы отвечают спецификации MPRII, выработанной Шведским национальным советом по измерениям и тестированию. Однако, начиная с 1991 г. Шведской конфедерацией профессиональных работников введены еще более жесткие стандарты: ТСО91, ТСО92, ТСО95, ТСО99 и т.д.
Все современные мониторы, как правило, удовлетворяют стандарту энергосбережения Energy Star (их обычно называют “зеленные” мониторы). Согласно этому стандарту монитор должен потреблять в среднем не более 30 Вт, не использовать токсичных материалов и допускать 100-процентную утилизацию после истечения срока службы.
В соответствие со стандартом Energy Star установлено 4 режима потребления мощности для монитора:
· On (рабочий режим с максимальной нагрузкой);
· Standby (режим ожидания);
· Suspend (приостановка работы);
· Off (отключение).
В режиме On компьютер активно работает и потребляет максимальную энергию. В режиме Standby отключается видеосигнал, а контрастность и яркость удерживаются на минимальном уровне. Нажатие любой клавиши или движение мышью возвращает монитор в рабочее состояние. Потребление энергии в режиме Standby снижается на 20%. В режиме Suspend высокое напряжение в мониторе отключается (т.е. отключается ЭЛТ). В рабочий режим монитор может вернуться только спустя несколько секунд. Потребление энергии в режиме Suspend снижается примерно на 70%. И последний режим Off обеспечивает максимум сохранения энергии (до 95%). В этом режиме в мониторе отключены практически все блоки.
Видеоадаптер
Видеоадаптер служит для преобразования цифрового сигнала, который обрабатывает компьютер, в видеосигнал, поступающий на монитор.
В настоящее время встречаются следующие типы видеоадаптеров :
1. VGA (Video Graphics Array) - обеспечивает разрешающую способность 640х480 точек и отображает не менее 16 цветов (4-битная палитра, т.е. 2 4 =16 ).
2. SVGA (Super VGA) - обеспечивает разрешающую способность 800х600 точек и отображает не менее 256 цветов.
3. VESA - получили распространение в последнее время и отличаются более жесткими требованиями к видеосистеме. Обеспечивает минимальную разрешающую способность 1280х1024 точек и отображает 16,7 млн. цветов (24-битная палитра).
В настоящее время основными видеорежимами, в которых работают мониторы и, соответственно, видеоадаптеры являются High Color и True Color . В режиме High Color видеоадаптер отображает 32 000 цветов, в режиме True Color видеоадаптер отображает 16,7 млн. цветов.
У современных видеоадаптеров, как правило, имеется графический акселератор , который повышает быстродействие видеосистемы за счет сокращения количества информации, передаваемой по системной шине компьютера, т.е. он значительно разгружает ее. Часть изображения может создаваться этими устройствами без загрузки основного процессора.
Практическое задание
1. Определите модель монитора вашего персонального компьютера и запишите ее в отчет (последовательность ответов см. 4. Создание отчета).
2. Проведите классификацию монитора вашего персонального компьютера, запишите ее в отчет.
3. Укажите, поддерживает ли ваш монитор стандарт Energy Star .
4. Укажите, какому стандарту безопасности соответствует монитор вашего персонального компьютера.
5. Определите и запишите в отчет размер экрана вашего монитора по диагонали.
6. Включите и загрузите свой персональный компьютер.
7. Откройте папку Мой компьютер , а затем папку Панель управления .
8. Используя папки Система и Экран , определите и запишите в отчет текущее разрешение вашего монитора.
9. С помощью программы тестирования мониторов определите и запишите в отчет максимально возможное разрешение вашего монитора.
10. Определите и запишите в отчет текущую цветовую палитру вашего монитора.
11. Определите и запишите в отчет максимально возможную цветовую палитру вашего монитора.
12. Определите и запишите в отчет частоту кадров вашего монитора.
13. Определите и запишите в отчет максимально возможную частоту кадров вашего монитора.
14. Определите и запишите в отчет модель вашего видеоадаптера.
15. Определите и запишите в отчет объем видеопамяти, используемой видеоадаптером.
16. Определите и запишите в отчет, какие ресурсы использует видеоадаптер.
17. Определите и запишите в отчет, какой драйвер используется видеоадаптером.
Создание отчета
После выполнение практического задания студент должен составить отчет, в котором должны быть отражены следующие положения:
· номер и название лабораторной работы;
· цель и план занятия;
· ответы на вопросы, изложенные в практическом задании:
1) Модель монитора.
2) Классификация монитора.
3) Поддержка стандарта Energy Star .
4) Стандарту безопасности монитора.
5) Размер экрана монитора.
6) Текущее разрешение монитора.
7) Максимально возможное разрешение монитора.
8) Цветовая палитра монитора.
9) Частота кадров монитора.
10) Максимально возможная частота кадров монитора.
11) Модель видеоадаптера.
12) Объем используемой видеопамяти.
13) Ресурсы видеоадаптера.
14) Драйвер видеоадаптера.
Письменно ответьте на следующие вопросы:
1. Сколько режимов работы существует у монитора?
2. Какие типы видеоадаптеров вы знаете?
3. Какие основные характеристики мониторов вы знаете?
4. Сколько цветов используется палитра IRGB для создания цветного изображения?
5. Что означает стандарт Energy Star?
6. Какие стандарты безопасности вы знаете?
7. Сколько цветов (точное количество) позволяют воспроизводить 16-битная, 24-битная и 32-битная цветовые палитры?
После составления отчета студент сдает его преподавателю и защищает. После успешной защиты отчета студент переходит к выполнению следующей лабораторной работы. Не допускается выполнение и отчет следующих лабораторных работ, без успешной защиты предыдущей работы.
Основная литература
1. Филиппов М.В. Вычислительные машины, компьютерные сети и системы телекоммуникаций: Учебное пособие. – Волгоград: Изд-во ВФ МУПК, 2002. – 172 с.
2. Филиппов М.В. Информатика. Краткий курс: Учебное пособие. – Волгоград: Изд-во ВФ МУПК, 2001. – 172 с.
3. Информатика: Учебник/ Под ред. Н. В. Макаровой. –М.: Финансы и статистика, 1997.-768с.
4. Э.А. Якубайтис. Информационные сети и системы. Справочная книга. –М.: Финансы и статистика, 1996.
5. Компьютерные технологии обработки информации /Под ред. С. В. Назарова. –М.: Финансы и статистика, 1997.
6. Колесник А. П. Компьютерные системы в управлении финансами. –М.: Финансы и статистика, 1994.
7. Информационные системы в экономике: Учебник / Под ред. В. В. Дика. - М: Финансы и статистика. – 272с.
8. Экономическая информатика и вычислительная техника / Под ред. В. В. Евдокимова. – СПб: Питер Паблишинг, 1997.
9. Экономическая информатика и вычислительная техника. Учебник для студентов экономических специальностей вузов/под ред. В.П.Косарева, А.Ю. Королева - М., Финансы и статистика, 1996 г.
10. Б.М. Каган. Электронные вычислительные машины и системы. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
11. Б. Нанс. Компьютерные сети. –М.: БИНОМ, 1996.
12. А.А. Горчаков, И.В. Орлова. Компьютерные экономико-математические модели: Учеб. пособие для вузов.- М.: Компьютер, ЮНИТИ, 1995.- 136 с.
Похожая информация.
В мониторе на основе электронно-лучевой трубки точки изображения отображаются с помощью луча (потока электронов), который заставляет светиться поверхность экрана, покрытую люминофором. Луч обегает экран построчно, слева направо и сверху вниз. Полный цикл отображения картинки называют «кадром». Чем быстрее монитор отображает и перерисовывает кадры, тем более устойчивой кажется картинка, меньше заметно мерцание и меньше устают наши глаза.
Устройство ЭЛТ-монитора. 1 -Электронные пушки. 2 - Электронные лучи. 3 - Фокусирующая катушка. 4 - Отклоняющие катушки. 5 - Анод. 6 - Маска, благодаря которой красный луч попадает на красный люминофор, и т. д. 7 - Красные, зелёные и синие зёрна люминофора. 8 - Маска и зёрна люминофора (увеличенно).
ЖК
Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Дэвида Сарнова компании RCA (Принстон, штат Нью-Джерси).
Устройство
Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости.
Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. Если бы жидких кристаллов не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром.
Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.
Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.
Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).
Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.
Проходящий через ячейки свет может быть естественным - отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.
Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.
Подсветка
Сами по себе жидкие кристаллы не светятся. Чтобы изображение на жидкокристаллическом дисплее были видимым, нужен источник света. Источник может быть внешним (например, Солнце), либо встроенным (подсветка). Обычно лампы встроенной подсветки располагаются позади слоя жидких кристаллов и просвечивают его насквозь (хотя встречается и боковая подсветка, например, в часах).
- Внешнее освещение
- Подсветка лампами накаливания В прошлом в некоторых наручных часах с монохромным ЖК-дисплеем использовалась сверхминиатюрная лампа накаливания. Но из-за высокого энергопотребления лампы накаливания являются невыгодными. Кроме того, они не подходят для использования, например, в телевизорах, так как выделяют много тепла (перегрев вреден для жидких кристаллов) и часто перегорают.
- Подсветка газоразрядными ("плазменными") лампами В течение первого десятилетия XXI века подавляющее большинство LCD-дисплеев имело подсветку из одной или нескольких газоразрядных ламп (чаще всего с холодным катодом - CCFL). В этих лампах источником света является плазма, возникающая при электрическом разряде через газ. Такие дисплеи не следует путать с плазменными дисплеями, в которых каждый пиксель сам светится и является миниатюрной газоразрядной лампой.
- Светодиодная (LED) подветка На границе первого и второго десятилетий XXI века получили распространение ЖК-дисплеи, имеющие подсветку из одного или небольшого числа светодиодов (LED). Такие ЖК-дисплеи (в торговле нередко называемые LED-дисплеями) не следует путать с настоящими LED-дисплеями, в которых каждый пиксель сам светится и является миниатюрным светодиодом.
Монохромные дисплеи наручных часов и мобильных телефонов большую часть времени использует внешнее освещение (от Солнца, ламп комнатного освещения и т.д.). Обычно позади слоя пикселей из жидких кристаллов находится зеркальный или матовый отражающий слой. Для использования в темноте такие дисплеи снабжаются боковой подсветкой. Существуют также трансфлективные дисплеи, в которых отражающий (зеркальный) слой является полупрозрачным, а лампы подсветки располагаются позади него.
Преимущества и недостатки
В настоящее время ЖК-мониторы являются основным, бурно развивающимся направлением в технологии мониторов. К их преимуществам можно отнести: малые размер и масса в сравнении с ЭЛТ. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может как совпадать с потреблением ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть существенно - до пяти раз - ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки (англ. backlight - задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более герц.
С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и некоторые недостатки, часто принципиально трудноустранимые, например:
- В отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например 320*200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.
- Многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
- Из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) - на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков линейных ртутных ламп.
- Фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
- Зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии.
- Массово производимые ЖК-мониторы плохо защищены от повреждений. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация. Также существует проблема дефектных пикселей. Предельно допустимое количество дефектных пикселей, в зависимости от размеров экрана, определяется в международном стандарте ISO 13406-2 (в России - ГОСТ Р 52324-2005). Стандарт определяет 4 класса качества ЖК-мониторов. Самый высокий класс - 1, вообще не допускает наличия дефектных пикселей. Самый низкий - 4, допускает наличие до 262 дефектных пикселей на 1 миллион работающих.
- Пиксели ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения, за исключением лазерных дисплеев, не подверженных ей.
Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами (сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.
Для создания органических светодиодов (OLED) используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой. Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. Это происходит ближе к эмиссионному слою, потому что в органических полупроводниках дырки обладают большей подвижностью, чем электроны. При рекомбинации происходит понижение энергии электрона, которое сопровождается испусканием (эмиссией) электромагнитного излучения в области видимого света. Поэтому слой и называется эмиссионным.
Прибор не работает при подаче на анод отрицательного относительно катода напряжения. В этом случае дырки движутся к аноду, а электроны в противоположном направлении к катоду, и рекомбинации не происходит.
В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.
Проектор - световой прибор, перераспределяющий свет лампы с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора - экран.
В паре с компьютером используется именно мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор»).На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
Говоря о проекторах, стоит упомянуть так назыввемый пико-проектор. Это проектор небольшого, карманного размера. Часто выполнен в форм-факторе сотового телефона и имеет аналогичный размер. Термин «пико-проектор» также может означать миниатюрный проектор, встроенный в фотокамеру, мобильный телефон, PDA и другую мобильную технику.
Анаглифический метод
(анаглиф – по-гречески «рельефный»). На ранних этапах 3D-кинематографа в прокат выпускались только черно-белые 3D-фильмы. В каждом соответствующим образом оснащенном кинотеатре для их показа использовались два кинопроектора. Один проецировал фильм через красный фильтр, другой выводил на экран слегка смещенные по горизонтали кинокадры, пропуская их через зеленый фильтр. Посетители надевали легкие картонные очки, в которые вместо стекол были уcтановлены кусочки красной и зеленой прозрачной пленки, благодаря чему каждый глаз видел только нужную часть изображения, а зрители воспринимали «объемную» картинку. Однако оба кинопроектора при этом должны быть направлены строго на экран и работать абсолютно синхронно. В противном случае неизбежно раздвоение изображения и, как следствие, головные боли вместо удовольствия от просмотра – у зрителей.
Затворный метод.
Оптимален для просмотра цветных фильмов. В отличие от анаглифического этот метод предусматривает попеременную демонстрацию проектором изображений, предназначенных для левого и правого глаза. Благодаря тому, что чередование изображений осуществляется с высокой частотой – от 30 до 100 раз в секунду – мозг выстраивает целостную пространственную картину и зритель видит на экране цельное трехмерное изображение. Ранее данный метод назывался NuVision, в настоящее время он чаще именуется XpanD.
Поляризационный метод.
В сфере кино данное решение носит название RealD. Его суть в том, что проектор попеременно демонстрирует кинокадры, в которых световые волны имеют разное направление поляризации светового потока. В необходимых для просмотра специальных очках установлены фильтры, пропускающие только световые волны, поляризованные определенным образом. Так оба глаза получают изображения с различной информацией, на основании которой мозг формирует объемную картинку.
А вот о выпуске 3D-телевизоров, работающих в тандеме с очками, на международной выставке IFA 2009 объявили сразу несколько производителей. К примеру, Panasonic намерен уже к середине 2010 года выпустить модели телевизоров с поддержкой 3D, так же, как Sony и Loewe, делая ставку на затворный метод. Компании JVC, Philips и Toshiba также стремятся взойти на «3D-подиум», однако они отдают предпочтение поляризационному методу. LG и Samsung разрабатывают свои устройства на основе обеих технологий.
Однако данные устройства обладали целым рядом недостатков, которые отпугивали большинство покупателей. Кибершлем фирмы Forte, появившийся в середине 90-х, был громоздким, неэффективным и напоминал средневековое орудие пытки. Скромного разрешения в 640х480 точек для компьютерных программ и игр было явно недостаточно. И хотя позднее были выпущены более совершенные очки, к примеру модель LDI-D 100 фирмы Sony, но даже они были достаточно тяжелыми и вызывали сильный дискомфорт.
