Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров.pdf
Добавлен: 23.05.2023
Просмотров: 535
Скачиваний: 2
Введение
До пятидесятых годов компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства. Интересно отметить, что достаточно часто компьютеры тех лет оснащались осциллографами, которые, использовались не для вывода информации, а всего лишь для проверки электронных цепей вычислительной машины. Впервые в 1950 году в Кембриджском университете электронно-лучевая трубка (ЭЛТ, или CRT, Cathode Ray Tube) осциллографа была использована для вывода графической информации.
Примерно полтора года спустя английский ученый Кристофер Стретчи написал для компьютера «Марк 1» программу, игравшую в шашки и выводившую информацию на экран. Однако это были лишь отдельные примеры, не носившие серьезного системного характера.
Реальный прорыв в представлении графической информации на экране дисплея произошел в Америке в рамках военного проекта на базе компьютера «Вихрь». Данный компьютер использовался для фиксации информации о вторжении самолетов в воздушное пространство США.
Первая демонстрация «Вихря» состоялась 20 апреля 1951 года -- радиолокатор посылал информацию о положении самолета компьютеру, и тот передавал на экран положение самолета-цели, которая отображалась в виде движущейся точки. Это был первый крупный проект, в котором электронно-лучевая трубка использовалась для отображения графической информации.
1. Классификация и отличительные особенности мониторов
1.1. Понятие монитора
Важной частью настольного персонального компьютера является монитор. Все мониторы можно классифицировать:
- По схеме формирования изображения.
- По своим размерам.
- По способу воздействия на человека.
Как правило, все широко распространенные современные мониторы, по схеме формирования изображения, делятся на два типа:
- на основе электронно-лучевой трубке.
- на основе жидких кристаллов.
ЭЛТ-мониторы очень похожи на телевизоры. У них тот же принцип формирования сигнала - направленный электронный пучок вызывает свечение точек на экране. Этот тип мониторов позволяет создание изображения с максимальной контрастностью, яркостью и цветностью. Их недостатки - высокое потребление электроэнергии и вред, наносимый здоровью.
ЖК-мониторы формируют изображение за счет того, что определенные точки экрана становятся прозрачными или непрозрачными в зависимости от приложенного электрического поля. Поскольку жидкокристаллические ячейки сами не светятся, ЖК-мониторам нужна подсветка. ЖК-мониторы имеют малое потребление энергии, изображение на них приятно глазам, отсутствует радиационное излучение монитора. Их недостатки - малая контрастность изображения и малые скорости регенерации экрана.
Следующим важным свойством монитора является размер его экрана. Как правило, чем больше экран, тем с большим разрешением, соответственно - меньшим размером единицы изображения можно на нем работать. Но при этом непропорционально высоко возрастает его цена и увеличивается требуемое место для монитора на столе.
За размеры монитора считают размер его экрана по диагонали. Для ЭЛТ стандартными являются размеры 14", 15", 17", 19", 21", 23", 24".
Для ЖК-мониторов - 13", 14", 15", 17", 19".
Любой компьютер неизбежно приносит вред здоровью. Одним из наиболее опасных компонентов компьютера является монитор.
Наиболее вредными для здоровья являются ЭЛТ-мониторы. Прежде всего, за счет рентгеновского излучения, возникающего из-за торможения электронов в трубке, и паразитного ультрафиолетового излучения монитора. К тому же на глазах человека отрицательно сказывается неравномерная яркость экрана, нечеткость изображения.
Первым решением, которое хоть как-то ослабляло вред от мониторов, явилось применение защитного экрана на монитор. Он увеличивал контрастность изображения, устранял солнечные блики, защищал от ультрафиолета. Однако его защита все равно была недостаточной. В связи с этим стали выпускаться мониторы, поддерживающие различные эргономические стандарты. Первым таким стандартом являлся шведский стандарт MPR-II. Затем за стандартизацию взялись международные организации, и появились стандарты TCO'92, TCO'95 и TCO'99. Уже для мониторов, удовлетворяющих стандарту TCO'92, не требовалось защитного экрана. Стандарт же TCO'99 гарантирует непричинение вреда здоровью при 8-ми часовой работе за экраном монитора, удовлетворяющего данному стандарту.
Первое использование проекционного аппарата, представляющего из себя специально направленный фонарь, было документировано 1659 годом голландским физиком Христианом Гюйгенсом.
Проекционное оборудование характеризуется несколькими параметрами, основным из которых является яркость объекта проекции, измеряемая мерой интенсивности светового потока, измеряется в канделах на метр квадратный. Чем выше световой поток, тем большие размеры экрана может обеспечить проектор, тем меньше требования к затемнению помещения [6].
Средства проекции делятся на динамические и статические.
Статическая проекция неподвижных черно-белых и цветных изображений в увеличенном виде осуществляется методами эпипроекции и диапроекции. Диапроекция основывается на проецировании световых потоков сквозь полупрозрачное изображение, чаще всего пленку. Эпипроекция создает изображение путем отражения лучей света. С помощью статической проекции на экране получается прямое увеличенное и сфокусированное изображение.
Устройства динамической проекции предназначены для демонстрации на экране увеличенного изображения последовательно сменяющихся кадров с частотой, которая создает впечатление движения объектов.
В качестве оборудования статической проекции используют фильмоскопы, диаскопы, диапроекторы, кодоскопы, эпидиаскопы, оверхед-проекторы, кадропроекторы, эпидиапроекторы и читальные аппараты [3].
Внешний вид проектора представлен на рисунке 3.
Основным параметром проекционного оборудования является величина светового потока. Она влияет на размер экрана, на который имеется возможность осуществлять проекцию. Величина светового потока измеряется в люменах. Его усредненная величина определяется по методике Американского института национальных стандартов и обозначается ANSI-лм. [10]
Выпускаются проекторы, у которых свет проходит через панель или на экран. Для расширения мультимедиа-функционала и эффектности презентации могут использоваться интерактивные экраны с сенсорными датчиками или цифровые доски, которые позволяют выступающему рисовать поверх слайдов презентаций, делать с помощью цветных маркеров или светового пера различные рисунки и пометки, вводить их в память компьютера и распечатывать на принтере [6].
Динамическая проекция дает прямое движущееся, увеличенное и сфокусированное изображение. В качестве динамических средств проекции применяют различные киноустановки, видеотехнику и видеопроекционные устройства. Кроме того, для этих целей могут использоваться видео или документ-камеры [3].
В целом по главе можно сделать вывод, что монитор обладает такими характеристиками, как размер экрана, соотношение сторон экрана, разрешение, глубина цвета, размер зерна или пикселя, частота обновления экрана, время отклика пикселей и угол обзора. Существуют ЭЛТ-мониторы, жидкокристаллические и плазменные панели. Также отдельно выделяют мультимедийные проекторы.
2. Обобщенная структура мониторов
2.1. Особенности функционирования мониторов
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. 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.
Частотные.
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.
Оптические.
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. Они позволяют расширить угол обзора до 160 градусов и выше, что соответствует характеристикам ЭЛТ-мониторов (рисунок 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).
Рис. 2
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.