Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров.pdf

ЭЛТ-мониторы представляют собой мониторы на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT). Сами по себе электронно-лучевые приборы являются классом вакуумных электронных приборов, в которых используется поток электронов, сконцентрированный в форме одиночного луча или пучка лучей, которые управляются как по интенсивности (току), так и по положению в пространстве, и взаимодействуют с неподвижной пространственной мишенью (экраном) прибора. Основная сфера применения электронно-лучевых приборов — преобразование оптической информации в электрические сигналы и обратное преобразование электрического сигнала в оптический — например, в видимое телевизионное изображение [15].

Жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD) представляют собой плоские дисплеи на основе жидких кристаллов, а также устройства, такие как монитор или телевизор, на основе такого дисплея. Простые приборы с жидкокристаллическим дисплеем, такие как электронные часы, телефоны, плееры, термометры и другие подобные, могут иметь монохромный или 2—5-цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад [15].

Плазменные мониторы построены на основе функции плазменной панели или газоразрядного экрана. Газоразрядный экран представляет собой устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря в плазме [7].

Проектор является видеопроектором и экраном, размещенными отдельно или объединенные в одном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал); и проекционным телевизором. Проектор представляет собой оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству [4].

LED-мониторы основаны на технологии LED (англ. light-emitting diode — светоизлучающий диод). Светоизлучающий диод представляет собой полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников [2].

OLED-мониторы основаны на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод). Органический светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, эффективно излучающих свет при прохождении через них электрического тока. Основное применение OLED-технология находит при создании устройств отображения информации. Предполагается, что в производстве такие дисплеи будут гораздо дешевле жидкокристаллических дисплеев [5].

Виртуальный ретинальный монитор является технологией устройств вывода, формирующей изображение непосредственно на сетчатке глаза. В результате пользователь видит изображение, «висящее» в воздухе перед ним.

Технология лазерного монитора основывается на лазерной панели и пока только внедряется в производство [6].

2.3. Классификация по размерности отображения

По размерности отображения мониторы бывают двумерными и трехмерными.

В двумерных (2D) мониторах формируется одно изображение для обоих глаз.

В трехмерных (3D) мониторах для каждого глаза формируется отдельное изображение для получения эффекта объема [9].

Стереодисплей представляет собой устройство, предназначенное для отображения информации и создающее у зрителя иллюзию наличия у отображаемых объектов реального объема и иллюзию частичного или полного погружения в сцену за счет стереоскопического эффекта [14].

Стереоскопия — один из способов формирования объемного изображения. Не совсем правильно отождествлять понятия «стереодисплей» и «трехмерный дисплей». Стереодисплей является трехмерным дисплеем, но не всякий трехмерный дисплей является стереоскопическим. Само определение «трехмерный» в отношении средств вывода графической информации связано с употреблением СМИ термина «3D» в отношении как стереоскопических технологий, так и (псевдо)трехмерной (объемной) компьютерной графики, несмотря на различие сути терминов «объемность» и «стереоскопичность». Единственным методом, позволяющим получить действительно трехмерное изображение, является использование голограмм. Для создания голограммы требуется лазер. Создание одной голограммы — достаточно длительный процесс. Но микроструктуру голограммы (6000 линий на миллиметр), невозможно пока ни записать, ни воспроизвести имеющимися электронными методами. Поток данных для передачи данных с 1 мм2 голограммы (минимальный размер зрачка как минимальный разумный размер экрана) соответствует примерно потоку телевидения сверхвысокой четкости 8K UHDTV, что само по себе уже проблема. Учитывая цветность, поток данных становится как минимум втрое больше [14].

2.4. Классификация по типу видеоадаптера

По типу видеоадаптеров выделяют HGC, CGA, EGA и VGA/SVGA.

HGC (англ. Hercules Graphics Card) представляет собой стандарт мониторов и видеоадаптеров для IBM PC. Он поддерживает текстовый режим с высоким разрешением и один графический режим. Видеоадаптер подключался к монохромному (зеленому, желтому, светло-коричневому или, довольно редко, черно-белому) монитору [1].

CGA (англ. Color Graphics Adapter) представляет собой видеокарту, выпущенную IBM в 1981 году, и первый стандарт цветных мониторов для IBM PC. Является первой видеокартой IBM, поддерживающей цветное изображение.

Стандартная видеокарта CGA имеет 16 килобайт видеопамяти и может подключаться либо к NTSC-совместимому монитору или телевизору, либо к RGBI монитору. Основанная на видеоконтроллере Motorola MC6845, видеокарта CGA поддерживает несколько графических и текстовых видеорежимов. Максимальное поддерживаемое разрешение — 640×200, наибольшая цветовая глубина — 4 бита (16 цветов) [11].

EGA (англ. Enhanced Graphics Adapter – Усовершенствованный графический адаптер) представляет собой стандарт мониторов и видеоадаптеров для IBM PC, расположенный между CGA и VGA по своим характеристикам (цветовое и пространственное разрешение). Выпущен IBM в августе 1984 года для новой модели персонального компьютера IBM PC/AT. Видеоадаптер EGA позволяет использовать 16 цветов при разрешении 640×350 пикселов. Видеоадаптер оснащен 16 кБ ПЗУ для расширения графических функций BIOS и заказным видеоконтроллером, обратно совместимым с микросхемой Motorola MC6845 [14].

VGA (англ. Video Graphics Array) представляет собой компонентный видеоинтерфейс, используемый в мониторах и видеоадаптерах. Выпущен IBM в 1987 году для компьютеров PS/2 Model 50 и более старших.

Видеоадаптер VGA, в отличие от предыдущих видеоадаптеров IBM, использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации. Переход на аналоговый сигнал был обусловлен необходимостью сокращения числа проводов в кабеле. Также аналоговый сигнал давал возможность использовать VGA-мониторы с последующими видеоадаптерами, которые могут выводить большее количество цветов [12].

Super VGA (англ. Super Video Graphics Array) представляет собой общее название видеоадаптеров, совместимых с VGA, но имеющих расширенные по отношению к нему возможности — разрешения от 800×600 и количество цветов до 16 млн (24 бита на пиксель), а также большие объемы видеопамяти. Обязательной поддержки какого-либо режима, кроме стандартных режимов VGA и режима 800×600, название SVGA не подразумевает. Стандарта SVGA не существует, но практически все SVGA-видеоадаптеры начиная с некоторого времени следуют стандарту VESA. Наиболее распространенными видеорежимами являются: 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1200 [10].

2.5. Классификация по типу интерфейсного кабеля

Мониторы могут подключаться через такие типы интерфейсного кабеля, как композитный, конпонентный, D-Sub, DVI, USB, HDMI, DisplayPort, S-Video и Thunderbolt [12].

Композитный интерфейс обеспечивает передачу композитного видео. Композитное видео представляет собой полный цветной аналоговый видеосигнал в исходной полосе видеочастот, передаваемый без звукового сопровождения по одному каналу (кабелю). По ГОСТ 21879—88 понятию композитному видеосигналу соответствует полный видеосигнал, содержащий сигнал синхронизации. В аналоговом цветном телевидении стандартной четкости композитным видеосигналом называют полный цветной телевизионный сигнал (ПЦТС) стандартов PAL, SECAM или NTSC [1].

В состав такого видеосигнала входят сигналы яркости, цветовой поднесущей, гашения и синхронизации (строчной, кадровой и цветовой), поэтому в иностранных источниках он иногда обозначается аббревиатурой CVBS, которая расшифровывается как Color, Video, Blanking and Sync. Понятие также используется применительно к видеоинтерфейсам, предназначенным для передачи такого сигнала, и форматам видеозаписи, в которых сигналы яркости и цветности записываются одной группой видеоголовок на общие дорожки.

Внешний вид композитного разъема BNC представлен на рисунке 4.

Компонентный разъем чаще всего представлен YP_bP_r. YP_bP_r представляет собой трехмерное цветовое пространство, используемое в аналоговом компонентном видео для раздельной передачи сигналов яркости и цветности. YP_bP_r является аналоговой версией YС_bС_r; YP_bP_r представляет собой непрерывное пространство и используется в аналоговых системах, тогда как пространство YС_bС_r дискретно и предназначено для цифрового видео [10].

Рис. 4. Внешний вид композитного разъема BNC

В разговоре стандарт YP_bP_r обычно произносится как йиппер (англ. yipper) [10].

Как правило, сигналы YP_bP_r передаются по трем коаксиальным кабелям, снабженным разъемами BNC или RCA. Набор разъемов на передатчике или приемнике для подключения этих кабелей обычно называют «компонентным разъемом», однако это не совсем точно, поскольку есть и другие типы компонентного видео, к примеру, RGB [6].

Внешний вид соединительного кабеля YP_bP_r представлен на рисунке 5.

Рис. 5. Внешний вид соединительного кабеля YP_bP_r

D-subminiature, или D-sub является семейством электрических разъемов, применяемых, в частности, в компьютерной технике. Свое название D-Sub получило из-за характерной формы в виде буквы «D», однозначно ориентирующее правильное положение разъемов при подключении. Часть названия англ. subminiature — «сверхминиатюрный», было уместно тогда, когда эти разъемы только появились, в наше время эти разъемы относятся к числу наиболее громоздких компьютерных сигнальных разъемов [9].

Внешний вид разъема D-Sub 15 представлен на рисунке 6.

DVI (Digital Visual Interface — цифровой видеоинтерфейс) представляет собой стандарт на интерфейс, предназначенный для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, такие как жидкокристаллические мониторы, телевизоры и проекторы. Стандарт разработан консорциумом Digital Display Working Group [13].

Внешний вид DVI-разъема представлен на рисунке 7.

Рис. 6. Внешний вид разъема D-Sub 15

Рис. 7. Внешний вид DVI-разъема

USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) представляет собой последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств к вычислительной технике. Получил широчайшее распространение и фактически стал основным интерфейсом подключения периферии к бытовой вычислительной технике и гаджетам [12].

Интерфейс позволяет не только обмениваться данными, но и обеспечивать электропитание периферийного устройства. Сетевая архитектура позволяет подключать большое количество периферии даже к устройству с одним разъемом USB [14].

Внешний вид USB разъема типа A представлен на рисунке 8.

Рис. 8. Внешний вид USB разъема типа A

HDMI (High Definition Multimedia Interface) представляет собой интерфейс для мультимедиа высокой четкости, позволяющий передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от копирования (англ. High Bandwidth Digital Copy Protection, HDCP) [8].

Разъем HDMI обеспечивает цифровое DVI-соединение нескольких устройств с помощью соответствующих кабелей. Основное различие между HDMI и DVI в том, что разъем HDMI меньше по размеру, а также поддерживает передачу многоканальных цифровых аудиосигналов. Является заменой аналоговых стандартов подключения, таких как SCART или RCA [8].