Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров (ЭЛТ – Мониторы).pdf

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.

1.2 ЖК-мониторы (жидко-кристаллические)

Liquid Crystal (Жидкие кристаллы) – органические вещества, которые способны изменять величину света, пропускаемого через них, находясь под напряжением.
Жидкокристаллический монитор – это две пластиковых или же стеклянных пластины с суспензией, помещенной между ними. Суспензия имеет кристаллическую решетку, причем эти кристаллы расположены параллельно относительно друг друга, благодаря чему свет и проникает через панель. Положение кристаллов меняется при подаче электрического тока, что ограничивает прохождение света.

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. В противном случае на них ничего нельзя было прочесть.

Рисунок 12. ЖК мониторы

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.

Первое появление жидкокристаллических дисплеев не слишком порадовало публику. Они были монохромными, с медленными темпами обновления. 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. И совсем скоро произойдет решающий прыжок ЖК-мониторов с портативных на настольные ПК.

Рисунок 13. ЖК мониторы портативных ПК

Первые настольные ЖК-дисплеи появились еще в далеких 80-х, но в незначительном количестве. Как правило, подобные мониторы стоили больших денег, а их производительность приводила пользователей в бешенство. Покупка такой игрушки была, скорее, понтами, чем разумной необходимостью. Все изменилось примерно в 1997 году, когда сразу несколько компаний вышли на рынок с усовершенствованными моделями ЖК-дисплеев. ViewSonic (слева), IBM (в центре) и Apple (справа) представили цветные ЖК-мониторы, которые по качеству и цене, наконец, смогли конкурировать с ЭЛТ-моделями. Были у них и заметные преимущества: подобные дисплеи занимали меньше места на рабочем столе, потребляли меньше электроэнергии, выделяя гораздо меньше тепла, чем электронно-лучевые. В общем, довольно скоро ЖК-дисплеи начали вытеснять технологию CRT .

Рисунок 14. ЖК дисплеи

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 устанавливают сразу несколько дисплеев.

1.3 Плазменные мониторы

Газоразрядный экран (также широко применяется калька с английского «плазменная панель») — устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря — в плазме.

Идея создания дисплея на основе низкотемпературной плазмы нашла своё воплощение в 1964 году, когда сотрудники лаборатории Иллинойского университета Дональд Битцер, вместе с двумя коллегами Робертом Уилсоном (тогда еще студентом Иллинойского университета) и Джином Слотоу изготовили первую в мире газоразрядную панель. Интересно, что изобретатели ставили перед собой задачу создание исключительно компьютерного монитора – о телевидении и речи не шло. Газоразрядная панель обладает одним качеством, особо ценным при воспроизведении статичных картинок – в ней отсутствует необходимость постоянного обновления экрана. При воспроизведении динамичных сцен «мигание» кинескопных мониторов не так заметно, и не так раздражает зрение.

Плазменный «прадедушка» работал за счет свечения ксенона под воздействием электрического тока и обладал (только вдумайтесь в эти цифры!) разрешением всего 4 х 4 пикселя. Ученые не останавливались на достигнутом и спустя три года сумели увеличить его до 16 х 16 пикселей, заполнив ячейки нового образца неоном. Однако затем ход развития плазменных технологий застопорился. Дело в том, что первые плазмы были монохромными, и выполняли исключительно функцию информационных табло. Свою роль сыграло и появление цветного кинескопа, отличавшегося низкой стоимостью при более высоком качестве изображения. Тогда казалось, что высокотехнологичная идея так и останется решением для вокзалов и аэропортов.

Тем не менее, у плазмы были и неоспоримые преимущества. Ведь только плазменные технологии позволяли (на тот момент) реализовать мечту о «плоском телевизоре», создать устройства, которые можно свободно разместить в любом помещении, повесив на стену «как картину». Технологические сложности были преодолены в начале 90-х в Японии, где заработала государственная программа развития дисплейных технологий. Благодаря созданным на ее базе научно-исследовательским институтам и большим денежным вливаниям, с конвейера сошла первая коммерческая модель плазменного монитора.

Уже в 1992-ом году компания Fujitsu изготовила полноцветную плазменная панель с диагональю 21 дюйм. В 1996 г компания Matsushita Electrical Industriеs (Panasonic) предложила ее усовершенствовать за счет ячеек переменного тока. Спустя год серия плазменных мониторов была запущена в массовое производство. Сегодня – это одна из самых перспективных и надежных технологий в области передачи качественного видеоизображения, а сама плазма находит все более широкое применение в разработках, посвященных большим проблемам современной техники. Новые «поколения» всё более совершенных панелей появляются практически каждый год.

Внутренне устройство плазменной панели напоминает слоистый пирог. Наружный слой – это сверхпрочное стекло, которое защищает панель от механических повреждений. Такая же пластина находится и с внутренней стороны панели, а между этими стеклянными поверхностями заключены пресловутые «ячейки». Каждая такая ячейка представляет собой стеклянный параллелепипед с длиной стороны порядка 0,5 мм (в ходе «плазменной эволюции» размеры ячейки непрерывно уменьшаются), заполненную смесью инертных газов. Стенки ячейки покрыты люминофором. С внешней стороны от ячеек находится изолирующий слой и разрядные электроды, а с тыльной – адресные электроды. В точке их пересечения формируется пиксель, который может быть окрашен в красный, зеленый или синий цвет. А дальше возникает цепная реакция: под действием мощнейшего электрического поля в пикселе происходит газовый разряд, сопровождающий ультрафиолетовое свечение, которое, в свою очередь, инициирует видимое свечение люминофора. Полученное излучение отражается от задней панели и проецируется на экран в виде «готовой к обозрению» картинки.

Рисунок 15. Внутреннее устройство плазменной панели

Разработчикам плазменных панелей пришлось решать массу «технических» вопросов. Как, например, повысить КПД матрицы, который был просто-таки неприлично низким (менее 1% от затрачиваемой мощности «превращалось» в свет, а остальное – в тепло). Как организовать эффективный отвод тепла? Как предотвратить «выгорание» люминофора, повысить надёжность всей панели? Как справиться с «послесвечением» (технологии, повышающие экономичность и позволяющие уменьшить рабочее напряжение на электродах, приводят к тому, что частично ионизированный газ в ячейке начинает слабо светиться; это ведёт к ухудшению передачи черного цвета)? Как добиться для каждого пикселя нужной яркости свечения, если невозможно регулировать интенсивность плазменного разряда? Было, например, предложено регулировать яркость за счёт изменения соотношение длительности включенной и выключенной ячейки.

Разработчикам удалось решить и «проблему большой ячейки» - развеять миф о невозможности качественно передавать сигнал высокого разрешения из-за фиксированного размера ячейки. Дело в том, что необходимым условием четкого изображения является его высокая разрешающая способность. И хотя первые дисплеи были довольно объемными и обладали диагональю 42 дюйма, разрешение экрана составляло всего 852 х 480 пикселей. Увеличить его двукратно по вертикали и при этом сохранить яркость позволил метод ALIS, основанный на идее о попеременном свечении четных и нечетных поверхностей. Но настоящей революцией в борьбе за высокое разрешение стала технология Full HD. В 2007 году на ее базе специалистами компании Panasonic был создан первый плазменный телевизор с высоким разрешением (1920 х 1080 пикселей) и относительно небольшим экраном (42 дюйма). Обеспечить безупречную передачу динамических сцен позволила инновационная разработка Sub-field drive 480 Гц. Для сравнения экспериментальные модели ЖК-телевизоров на данный момент представлены только с разверткой 200 Гц.

Добиться высоких показателей яркости (650 кд/м2) и контрастности (при отсутствии внешней засветки она достигает значения 3000:1) изображения удалось корпорации Panasonic. За 15 лет совершенствования плазменные продукты не только догнали кинескопные технологии, но и благодаря внедрению новейших технологий сумели существенно превзойти их.

В современных плазменных устройствах Panasonic используется матрица нового, одиннадцатого, поколения, и система Real Black Drive, которые свели к минимуму возможность выгорания люминофора и неприятный эффект «послесвечения». Благодаря этой технологии и антибликовому фильтру Natural Vision Filter было предложено новое решение, позволяющее устранить блики и передавать всю палитру оттенков вне зависимости от внешних условий освещенности.

1.4 Проектор

Оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом экране. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.

Проекция, проецирование в оптике и технике — процесс получения изображения на удалённом от оптического прибора экране методом геометрической проекции (кинопроектор, фотоувеличитель, диаскоп и т. п.) или синтезом изображения (лазерный проектор).

Предназначенный для этого прибор (если не имеет специального названия) называется проектором. Не следует путать с осветительными приборами, название которых происходит от того же латинского корня, но которые предназначены для освещения предметов, а не для переноса изображений (см.: прожектор). Поскольку в отдельных случаях осветительные приборы могут участвовать в синтезе изображений, эта грань несколько размыта.

История развития проекционного оборудования пока невелика. Направление это молодое, и относительно недавно вступило в стадию стремительного роста.

Любая проекционная система это три элемента: источник света, проецируемый объект (носитель изображения) и линза. Конечно, в начале был свет... А принцип проекции первым сформулировал Платон. Он предложил такую аллегорию: человечество сидит у входа в пещеру и смотрит на ее дальнюю стену, повернувшись спиной к внешнему миру. Все, что в этом мире происходит, отражается на стене пещеры в виде теней.

Рисунок 16. Платон

Но первый проекционной прибор появился в середине 17 века - знаменитый "волшебный фонарь" (laterna magica) Христиана Гюйгенса. Прибор был нужен Гюйгенсу для научных лекций, но как это часто бывает, более известен он стал благодаря шарлатанам. Аппарат был приспособлен для показа пляшущих привидений и скелетов. В Европе появилось множество бродячих иллюзионистов, путешествующих с волшебным фонарем и набором картинок.

В 18 веке, в связи с ростом интереса к естественным наукам, волшебный фонарь стали больше использовать в научных и образовательных целях.

В 19 веке Эдисон создал кинетоскоп, братья Люмьер открыли эру кинематографа. А "волшебный фонарь" остался домашним развлечением. В 20 веке его стали называть диапроектор, несколько поколений ребятишек, затаив дыхание, в темноте смотрели "домашние мультики", старательно перекручивая кадры диапленок.