Файл: "Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров".pdf

Однако не видеоадаптеры CGA, не видеоадаптеры Hercules не удовлетворяли растущим потребностям пользователей ЭВМ. Поэтому в том же 1984 году появился видеоадаптер Enhanced Graphics Adapter (EGA), что в переводе означает - усовершенствованный графический адаптер.

Видеоадаптер EGA значительно превосходил по техническим возможностям своих предшественников. Он мог формировать графическое изображение, используя 16 цветов из 64 цветной палитры при разрешении 640х350 точек.

Но для полноценного использования нового видеоадаптера потребовались мониторы нового стандарта, позволяющие работать с цветным изображением высокого разрешения (естественно высокого для того времени).

Чтобы не оказаться в невыгодной позиции на рынке, разработчики нового видеоадаптера предусмотрели возможность поддержки различных цветовых режимов и разрешений, повторяющих возможности предыдущих стандартов и возможность вывода изображения на мониторы предыдущих стандартов. Естественно, при этом страдало качество изображения, либо уменьшалась разрешающая способность, либо количество цветов, но при этом открывались дополнительные возможности для пользователей, которые могли модернизировать свои системы постепенно, не затрачивая сразу большие суммы.

Перед подключением монитора на плате необходимо было настроить конфигурацию видеоадаптера для работы с выбранным стандартом монитора и режима формирования изображения (графическое, тестовое, разрешение картинки и т.д.). Для этого предназначались шесть переключателей, обычно, располагающихся на задней стороне видеоадаптера. В частности, поддерживались следующие стандарты мониторов:

• монохромные мониторы стандарта MDA, такие как IBM 5151;
• цветные мониторы стандарта CGA, такие как IBM 5153;
• цветные мониторы стандарта EGA, такие как IBM 5154.

Стоит отметить, что большинство видеоадаптеров EGA выпускались всего лишь с 64 кб памяти, что было недостаточно для отображения 16-цветного изображения с разрешением 640x350 точек, а позволяло использовать только 4 цвета или 16 цветов, но при разрешении 640x200.

Естественно, были видеоадаптеры с 128 кб памяти и даже с 256 кб, но стоили они значительно дороже, и далеко не все могли их себе позволить, впрочем, как и новые EGA-мониторы. Так что на практике в большинстве случаев возможности нового видеоадаптера использовались не полностью, но, несмотря на это, он пользовался большой популярностью, и замена ему вышла только спустя три года. Это был новый стандарт видеоадаптеров MCGA.

MultiColor Graphics Adapter (MCGA) многоцветный графический адаптер, выпущенный в 1987 году. Он значительно превосходил все существующие на тот момент видеоадаптеры по количеству цветов в палитре, составляющим 262144.

Но объем видеопамяти был маленький, всего 64 Кб, что сильно снижало его возможности, но это положительно сказалась на его цене.

Единовременно адаптер мог отображать 256 цветов, выбранных из палитры, но из-за ограниченной видеопамяти разрешение экрана при этом составляло всего 320х200. При монохромном отображении или в текстовом режиме разрешение было несколько выше.

Основные характеристики графического адаптера следующие:

- объем памяти: 64 Кб;

- тестовое разрешение: 640x400 (80х50 символов при размере символа 8х8 или 80х25 символов при размере символа 8х16);

- количество цветов: 256, выбираемых из палитры 262144 цветов;

- разрешение экрана при отображении 256 цветов: 320x200;

- разрешение экрана в монохромном режиме: 640?480;

- частота строчной развертки: 31,5 KГц.

Впервые этот адаптер использовался в ЭВМ IBM PS/2 Model 30, представленной второго апреля 1987 года. Причем он представлял собой не отдельную плату, а встраивался в материнскую плату ЭВМ. Позже MCGA использовался в IBM PS/2 Model 25 тоже в виде интегрированной в материнскую плату системы.

Адаптер не успел завоевать широкую популярность, так как очень быстро был вытеснен сильно превосходящим его графическим адаптером VGA. И после снятия с производства ЭВМ IBM PS/2 25 и 30 перестал выпускаться и адаптер MCGA.

Графический адаптер VGA (Video Graphics Array) был разработан компанией IBM в 1987 и впервые был использован в ЭВМ IBM PS/2 Model 50. Вскоре VGA стал общепризнанным стандартом мониторов и видеоадаптеров.

Графический адаптер VGA (Video Graphics Array) был разработан компанией IBM в 1987 и впервые был использован в ЭВМ IBM PS/2 Model 50. Вскоре VGA стал общепризнанным стандартом мониторов и видеоадаптеров.

Основное разрешение, поддерживаемое адаптером VGA, было 640х480 пикселей, при этом одновременно отображалось 16 цветов, выбираемых из палитры 262144 оттенка. Новое разрешение позволяло более качественно отображать картинку и имело отношение сторон 4:3, которое надолго стало стандартом, и только в последние годы было вытеснено широкоформатным отображением, как в мониторах, так и в телевизорах, которые в принципе с каждым днем все меньше и меньше отличаются от мониторов.

Видеоадаптер VGA поддерживал и другие расширения:

• 320x200 пикселей, 4 цвета;
• 320x200 пикселей, 16 цветов;
• 320x200 пикселей, 256 цветов;
• 640x200 пикселей, 2 цвета;
• 640x200 пикселей, 16 цветов;
• 640x350 пикселей, монохромный;
• 640x350 пикселей, 16 цветов;
• 640x480 пикселей, 2 цвета;
• 640x480 пикселей, 16 цветов, и это не считая текстового режима отображения.

В отличие от предыдущих графических адаптеров, в VGA использовался аналоговый сигнал для передачи отображаемой информации монитору. Использование аналогового сигнала позволяло уменьшить количество проводов в кабеле, так как передавать требовалось только сигналы трех основных цветов и сигналы синхронизации, и отдельный канал выделялся для передачи служебной информации. Также новый аналоговый интерфейс связи между графическим адаптером и монитором позволял в дальнейшем увеличивать количество единовременно отображаемых цветов без изменения интерфейса связи с монитором и собственно без изменения самого монитора.

3.2 VGA мониторы

Но для работы с графическими адаптерами VGA были нужны новые многочастотные аналоговые мониторы. Эти мониторы могли работать с различной частотой кадров, что позволяло им поддерживать режимы с различной разрешающей способностью и практически неограниченное число цветов, и полностью обеспечивать весь потенциал графических адаптеров VGA.

Со временем графические интерфейсы операционных систем прочно вошли в нашу жизнь, появлялось огромное число видеоигр и различных приложений, требующих высокого разрешения и способности отображение более чем 256 цветов. Видеоадаптер VGA не был в состоянии удовлетворить возросшие потребности пользователей, в результате многие фирмы стали выпускать собственные расширенные версии видеоадаптера VGA, впоследствии получивших общее название Super VGA или SVGA. Со временем возможности видеоадаптеров SVGA росли. Стали поддерживаться режимы: High Color и True Color, в которых одновременно отображалось 32768 и более чем 16,7 миллионов различных цветов. Поддерживались разрешения: 800х600, 1024х760, 1280х1024, 1600х1200 и т.д.

Параллельно, с развитием видеоадаптеров SVGA, совершенствовались и мониторы. Увеличивалась частота развертки, поддерживаемые разрешения, качество цветопередачи и т.д.

Казалось, что ЭЛТ-мониторы прочно и надолго вошли в нашу жизнь, но буквально за несколько лет про них практически забыли, и сейчас мало у кого можно их встретить. Всему виной стали ЖК-мониторы, незаметно, в тени славы ЭЛТ-мониторов, достигнувшие вершин качества отображения, сравнимых с качеством отображения и цветопередачи ЭЛТ-мониторов. Но при этом ЖК-мониторы были более компактные и эргономичные. Естественно у них были свои недостатки, но они все менее и менее сказываются на их качестве..

3.3 Современные мониторы

В течение последних десяти лет конструкция жидкокристаллических мониторов стремительно совершенствовалась, но ещё быстрее увеличивалась диагональ экрана: если в 2001 году подавляющее большинство таких дисплеев оснащалась матрицами с диагональю 15 дюймов, то уже к 2004 году нормой стали семнадцатидюймовые модели, а к 2008 - девятнадцатидюймовые. Сегодня же самыми популярными стали мониторы с диагональю экрана от 20 до 24 дюймов, а у требовательных пользователей пользуются спросом двадцатисеми- и даже тридцатидюймовые дисплеи. Появились модели, способные выводить объёмное 3D-изображение и обладающие сенсорными экранами с функцией мультитач, то есть с распознаванием нажатий и разнообразных "жестов" с помощью нескольких пальцев.

Однако все эти устройства различных классов и поколений объединяет одно - принцип работы, основанный на свойстве жидких кристаллов реагировать на электрическое поле. Первые крупносерийные ЖК-мониторы оснащались так называемыми пассивными матрицами, и их использовали преимущественно в портативных компьютерах. Все современные ЖК-экраны, как ноутбучные, так и настольные, построены на основе активных матриц. Принципиальное отличие между этими двумя типами матриц заключается в том, что в активной панели каждым пикселем управляют три тонкоплёночных транзистора, по одному на каждый из субпикселей (красный, зелёный и синий). В пассивной матрице транзисторы управляли не пикселями, а лишь электрическими проводниками, которыми покрыта панель, что существенно снижало время отклика пикселей. Дисплеи с активной матрицей ещё называют TFT-дисплеями (Thin Film Transistor), поскольку в них используются транзисторы, изготовленные по тонкоплёночной технологии.

Не вдаваясь в нюансы, принцип работы ЖК-дисплеев можно описать следующим образом. Между двумя стеклянными подложками размещены жидкие кристаллы, молекулы которых имеют вытянутую, то есть нематическую (от греческого "нема" - "нить") форму. Благодаря такой форме молекул жидкие кристаллы могут по-разному преломлять световые волны в зависимости от их расположения. Для получения упорядоченной картинки жидкие кристаллы размещаются вдоль нанесённых на стеклянные подложки бороздок, сами стеклянные пластины устанавливаются между поляризационными фильтрами, а за всей панелью располагается лампа подсветки, линейки или массив светодиодов. В результате при подаче на электроды матрицы электрического сигнала возникает электрическое поле и жидкие кристаллы начинают тем или иным образом преломлять свет.

Наибольшее распространение получили технологичные и потому дешёвые в производстве TN-матрицы (Twisted Nematic - cкрученные нематические кристаллы), названные так, поскольку при отсутствии напряжения на матрице молекулы кристаллов как бы закручены на 90 градусов. При подаче на электроды напряжения молекулы выстраиваются вдоль электрического поля, в результате чего и формируется изображение. Для создания цветной картинки применяются три фильтра - красный, зелёный и голубой, которые устанавливаются между стеклянной пластиной и поляризационным фильтром.

Несмотря на массовость TN-технологии, у неё больше всего тех недостатков, за которые принято ругать ЖК-матрицы. Прежде всего, это недостаточно большие углы обзора и относительно невысокая контрастность. С первым недостатком научились достаточно эффективно бороться с помощью рассеивающей плёнки, которая крепится к лицевой стороне матрицы. Такая усовершенствованная технология получила название TN+Film.

Второй недостаток, увы, неисправим, и с ним связана ещё одна врождённая проблема TN-технологии - принципиальная невозможность получить глубокий чёрный цвет. Это вызвано именно закрученностью молекул кристаллов, которые нельзя полностью раскрутить даже мощными электромагнитными полями. В результате даже при полностью выключенном пикселе, то есть при отсутствии напряжения на нём через такой пиксель будет частично проникать свет. Кстати, при наличии "битого" пикселя на TN-матрице он будет всегда светиться, что гораздо неприятней, чем полностью "мёртвый" пиксель.

Получить близкий к натуральному чёрный цвет позволяют IPS-матрицы (In-Plane Switching - выравнивание молекул параллельно подложке), в которых при отсутствии напряжения молекулы жидких кристаллов расположены строго параллельно направлению поляризации одного из фильтров, который полностью поглощает свет от ламп подсветки. Тем самым вместо тёмно-серого мы получаем глубокий чёрный цвет. Кроме того, за счёт "распрямлённости" молекул, которые постоянно находятся в одной плоскости по отношению к экрану, увеличиваются до 170 градусов углы обзора, что особенно важно для экранов с большой диагональю.

Улучшенная разновидность IPS-матриц, разработанная японской компанией NEC, получила название S-IPS - до недавнего времени она применялась в настольных мониторах профессионального класса компаний Eizo Nanao и iiYama, а также в ноутбуках премиум-класса Apple MacBook Pro. К достоинствам матриц S-IPS относятся чёткое, яркое и контрастное изображение и точная цветопередача (при надлежащей калибровке) - поэтому экраны с такими матрицами предпочитают художники, фотографы, дизайнеры и полиграфисты.