Добавлен: 23.05.2023
Просмотров: 102
Скачиваний: 2
Введение
Монитор — универсальное устройство визуального отображения всех видов информации, состоящее из дисплея и устройств предназначенное для вывода текстовой, графической и видео информации на дисплей.
Тип монитора, его качество и функциональные возможности не только влияют на эффективность использования компьютера, но и определяют уровень используемого программного обеспечения. Правильнее здесь говорить не о мониторе как таковом, а обо всей видеосистеме, включающей, кроме монитора, также видеоадаптер и соответствующую программную поддержку.
Через монитор пользователь получает не только полезную информацию от компьютера, но и электромагнитные излучения в различных частотных диапазонах. Далеко не благотворно сказывается на зрении нечеткость, нерезкость или мерцание изображения. Эти эффекты не всегда сразу заметны и могут дать о себе знать только после продолжительной работы, проявляясь в виде утомления, рези в глазах, головной боли и т.д. Следует помнить, что работа с некачественным монитором может привести к необратимым последствиям в организме.
Можно выделить две основные области применения персональных компьютеров, различающиеся по требованиям к видеосистеме, основным компонентом которой является монитор. Работа с программами общего назначения, применяющимися в доме и офисе (текстовые процессоры типа Word, электронные таблицы, базы данных, работа с Web-приложениями в Internet, игровые программы и т.п.). Эти программы являются самыми “нетребовательными” к монитору, который может быть не самым дорогим из имеющихся в данном типоразмере. Если пользователь ограничивается этим классом программ, то при наличии средств основное внимание следует уделить вопросам низких уровней излучения и немерцающего изображения при максимально возможном разрешении.
Работа с профессиональными (а значит – дорогостоящими) графическими пакетами. К их числу следует отнести, например, системы автоматического проектирования, издательские системы и системы создания художественных образов (программы компьютерной графики, анимации, обработки видеоизбражений в реальном времени и т.д.). Мониторы, предназначенные для этой категории пользователей, должны обеспечивать хорошее немерцающее изображение при разрешении (Resolution) не ниже 1280х1024 пикселов (pixel - picture element, минимальный элемент, из которого создается изображение), а для некоторых приложений - 1600х1200. Кроме того, эти мониторы должны иметь минимальные геометрические искажения по всему полю экрана и обеспечивать возможность их качественной коррекции. Для работы с цветными иллюстрациями очень важным требованием является возможность цветовой калибровки и равномерность цветов по всему полю монитора. На некоторых 20- и 21-дюймовых дисплеях предусмотрена аппаратная цветокалибровка по пробному отпечатку при помощи дополнительного внешнего устройства. Это очень важно для цветной полиграфии, где важнейшая задача состоит в обеспечении максимального соответствия того, что видит художник на экране, и того, что затем получится на бумаге.
В соответствии с описанными применениями можно говорить о мониторах для домашних и офисных компьютеров, а также о мониторах для профессиональных систем
1. Мониторы для персональных компьютеров.
1.1. История создания и развития компьютерных мониторов.
Монитор – это аппарат, предназначенный для вывода графической, текстовой информации персонального компьютера. За последние 70 лет технологии производства мониторов изменились до неузнаваемости.
Первые ЭВМ были огромными машинами, поначалу занимавшими целые комнаты, и в центре всех этих мигающих лампочек, индикаторов и кнопок сидел человек, а самих дисплеев еще не было. Заменяли их крошечные лампочки, которые загорались и гасли, когда компьютер обрабатывал определенные инструкции. Среди самых первых ЭВМ существовали и такие, которые работали с перфокартами. Чтобы написать программу, оператор кодировал информацию в виде перфораций на бумажной карточке. Затем эта карточка помещалась в машину, которая ее распознавала и выполняла программу. В качестве альтернативы перфокартам многие в первых компьютерах использовались бумажные ленты, на которые также с помощью дырочек наносились программы. Оператор пропускал ленту через машину, которая воспринимала закодированную в перфорации информацию как инструкции.
Первые электронные лучевые трубки появились в компьютерах как форма памяти, а не как дисплей. Это было незадолго до того, как разработчики поняли, что ЭЛТ можно использовать и по-другому. Первые дисплеи, отображавшие только элементарную графику, появились от соединения радара и осциллографа ЭЛТ.
В начале 1960-х компьютерные инженеры поняли, что можно использовать ЭЛТ как виртуальную бумагу в виртуальном телетайпе. Такой способ взаимодействия с компьютером оказался быстрее и гибче, чем работа с бумагой, а потому к середине 70-х подобные устройства стали доминирующими. «Стеклянный телетайп» подключался к компьютеру через кабель, по которому передавался код только для текстовых символов, без графики. А к началу 80-х подобные устройства научились отображать несколько цветов.
Благодаря Дону Ланкастеру, Ли Фельзенштейну и Стиву Возняк, в 1976 году появились первые видеотерминалы для компьютеров с композитным видеовыходом, что позволило наладить заводское производство компьютеров. К концу 80-х производители ПК – компании Apple, Commodore, Radio Shack, TI – начали выпускать не просто мониторы, но даже трудились над их дизайном. Можно было купить не только монохромные, но и цветные устройства.
С изобретением видеовыхода появилась возможность использовать обычные телевизоры в качестве дисплея для ПК. Предприимчивые бизнесмены начали производить RF-модуляторы, которые преобразовывали композитный видеосигнал в сигнал, понятный для телевизора. Однако пропускная способность подобного выхода была ограничена, а потому «серьезные» компьютерщики приобретали только специальные мониторы.
В 1960-х гг. появилась технология, конкурирующая с электронно-лучевой – плазменная. Ученые выяснили, что, используя заряженный газ между двумя стеклянными пластинками, можно получить светящиеся картинки. Одним из первых компьютерных устройств, в котором была применена разработанная технология, стал дисплей PLATO IV terminal. Чуть позже такие компании как IBM и GRiD начали экспериментировать с относительно тонкими и легкими дисплеями для портативных компьютеров.
В 1981 году компания IBM начала поставлять монохромные дисплеи с видеоадаптером (MDA), которые принесли компьютерам резкость цветов. Для цветной графики в IBM разработали адаптер CGA, который подключался к композитному видеомонитору или дисплею со специальным соединением RGB (модель IBM 5153). В 1984 году компания представила новый стандарт мониторов и адаптеров EGA, который принес более высокое разрешение, большее количество цветов и конечно же, новое качество видения. Долгое время у IBM не было достойных конкурентов.
В 1984 году у IBM появился главный конкурент – Macintosh. Первый Macintosh представлял собой 9-дюймовый монохромный монитор, который мог воспроизводить растровую графику в черных и белых цветах (без серого) с разрешением 512 на 342 пикселя. Через три года это уже были отличные мониторы, известные своей точной цветопередачей и высокой резкостью изображений. RGB - аддитивная цветовая модель, позволяющая синтезировать миллионы цветов, вот что принесло дисплеям Macintosh и IBM настоящую популярность. RGB была введена в 1980-е годы в сериях Atari ST и Commodore Amiga.
По началу, для каждого вила адаптера – будь то MDA, CGA или EGA пользователям нужен был свой монитор. Для решения этой проблемы компанией NEC был изобретен монитор MultiSync, который динамически поддерживал ряд резолюций, сканируя частоты обновления в одной коробке. Эта возможность вскоре стала одним из стандартов индустрии. В 1987 году IBM представила стандарт видео VGA и первый VGA монитор для компьютеров PS/2 Model 50. Практически каждый аналоговый стандарт видео с тех пор имел встроенный разъем VGA.
Еще один вариант технологии для создания дисплея – жидкокристаллическая – появилась также в 60-е гг. прошлого столетия, дебютировав в карманных калькуляторах и наручных часах. В первых портативных моделях компьютеров 80-х использовались именно ЖК-мониторы, отличавшиеся чрезвычайно низким энергопотреблением, легкостью и тонкостью. Но при этом они были монохромными, с низкой контрастностью, требовали отдельной подсветки или прямого освещения со стороны пользователя. Но на протяжении 80-х и 90-х годов ЖК-технология продолжает совершенствоваться, произведя настоящий бум в портативных компьютерах. Уже в середине 90-х годов прошлого века дисплеи отличались довольно высокой контрастностью, имели неплохой угол обзора, расширенные возможности цветопередачи, начали поставляться с подсветкой для работы ночью.
Сегодня широкоформатный ЖК-монитор – стандарт для индустрии ПК. С тех пор, как продажи ЖК-дисплеев впервые превзошли реализацию ЭЛТ в 2007 году, их доля на рынке продолжает расти. В последнее время ЖК-мониторы стали настолько недорогими, что многие начинают экспериментировать, устанавливая сразу несколько дисплеев. Последние рыночные тенденции диктуют производителям работу с 3D-технологией. Так что в этом году мы уже смогли насладиться трехмерной картинкой через специальные очки.
1.2. Типы мониторов для персональных компьютеров.
Мониторы можно классифицировать различными способами: по виду выводимой информации (алфавитно-цифровые, графические и др.), по размерности отображения (2D, 3D), по типу видеоадаптера (VGA, SVGA и др.), по типу устройства использования (компьютерный монитор, рекламный монитор и др.) Но, пожалуй, наиболее используемой классификацией является классификация по типу экрана.
Следуя этой последней классификации на сегодня можно выделить три основных вида мониторов: электроннолучевые мониторы (Cathode Ray Tube); жидкокристаллические мониторы (Liquid Cristal Display); плазменные мониторы (Plasma Display Panel).
Даже люди, не обладающие особыми знаниями о компьютерной технике, знают, что первые мониторы имели большой, объемный вид и очень напоминали старые цветные телевизоры, причем не только внешне, но и по принципу устройства. Подобные мониторы выпускают и сейчас, в современном, модернизированном виде. Их называют ЭЛТ, или мониторы с электроннолучевой трубкой.
ЭЛТ — это монитор, который является электронно-вакуумным прибором в стеклянной колбе. Информация отображается на экране при помощи электроннолучевой трубки. Электронная пушка, находящаяся в горловине прибора, нагревается и выдает поток электронов. Фокусирующая и отклоняющая катушки направляют этот поток в определенную точку экрана, который покрыт люминофором. Таким образом, под действием энергии электронов, из светящихся точек люминофора складывается изображение.
ЖК, или жидкокристаллические мониторы — самый распространённый на сегодняшний день. Само название указывает на то, что в них используют свойства жидких кристаллов.
Принцип работы ЖК-монитора заключается в следующем. Светофильтр, расположенный в дисплее, создает две световые волны, пропуская ту из них, плоскость поляризации которой параллельна его оси. Второй поляризационный светофильтр располагают напротив первого. При его вращении (смене оси поляризации) происходит изменение количества световой энергии между светофильтрами. Таким образом, регулируется яркость экрана, вплоть до полного прекращения прохождения света. Для передачи цветности дисплей имеет еще один светофильтр, который содержит три ячейки (красную, синюю и зелёную) на каждый пиксель изображения.
Жидкокристаллические мониторы на современном компьютерном рынке занимают лидирующее положение, оставляя далеко позади электроннолучевые мониторы. Их преимущества очевидны. Во-первых, LCD-мониторы очень компактны, во-вторых, они не мерцают. К этому можно добавить хорошее качество (чёткость) изображения и отсутствие электромагнитного излучения.
Таким образом, LCD-монитор можно удобно и компактно разместить на рабочем столе, получать удовольствие от работы и просмотра фильмов на экране, и что самое важное, беречь при этом свое драгоценное зрение.
Следующий вид мониторов – мониторы с плазменной панелью. Принцип действия плазменных мониторов основан на том, что при воздействии ультрафиолетового излучения, происходит световой разряд, при этом начинают светиться специальные люминофоры на экране. Возникает излучение в среде сильно разрежённого газа. При разряде между электродами образуется так называемый проводящий шнур, который состоит из ионизированных молекул газа (плазмы).
Схема управления Plasma Display Panel подает сигналы на проводники, которые нанесены на внутренние части стёкол панели. Таким образом, происходит кадровая развёртка. Яркость каждого элемента изображения зависит от времени свечения соответствующей ячейки: наиболее яркие светят постоянно, тёмные — не горят вовсе. Светлые участки панели излучают равномерный свет, благодаря чему изображение на плазменной панели абсолютно не мерцает, обеспечивая оптимальную защиту для глаз.
1.3. Стандарты для мониторов
В настоящее время в данной области отсутствует единая международная система стандартов, поэтому существует множество национальных стандартов, ряд из них стали общепризнанными. Большинство стандартов являются общими для всех узлов компьютера, однако есть и специфические, например, ТСО’91, которые относятся только к мониторам.
Разработкой единых стандартов занимается Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO). Одним из них является стандарт ISO 9001, который пришел на смену применяемому ранее стандарту BS 5750.Этот стандарт относится только к качеству и уровню производства аппаратуры, но не к самой аппаратуре, поэтому ссылка на него не может служить гарантией качества монитора.
IEC 950 – стандарт Международной электротехнической комиссии (International Electrotechnical Commission), определяющий нормы электробезопасности на электротехническое оборудование. Целью стандарта является предотвращение повреждений и ущерба, которые могут возникнуть в результате поражения электрическим током, загорания, короткого замыкания, механических поломок и т.п.