Добавлен: 23.05.2023
Просмотров: 83
Скачиваний: 2
ВВЕДЕНИЕ
Персональный компьютер начинается с монитора. Может быть, для сервера или станции рендеринга на первый план выдвигаются другие компоненты, но персональный компьютер просто обязан иметь отличный монитор. Этот компонент компьютерной системы служит верой и правдой несколько лет и нередко переживает все остальные блоки.
Монитор (дисплей) компьютера – это устройство, предназначенное для вывода на экран текстовой и графической информации. Его можно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы.
От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение.
Цель работы - изучить основные характеристики и типы мониторов для персонального компьютера.
Для достижения цели работы необходимо выполнение следующих задач:
- Изучение источников информации по теме работы;
- Рассмотрение разных типов мониторов и принцип их работы;
- Изучить характеристики мониторов.
Бурное развитие ИТ-технологий требует разработки новых моделей мониторов с новыми возможностями и большего размера, так как процесс развития информационных систем неутомимо набирает обороты в жизни людей и общества.
Появляются все новые технологии, одна приходит на замену другой. И, вследствие чего, становится необходимым разработка и производство нового оборудования, а в частности самих мониторов.
Данная тема актуальна, так как чтобы приобрести более или менее качественный монитор желательно предварительно хотя бы в общих чертах изучить его устройство и разбираться в его характеристиках.
ГЛАВА 1. МОНИТОРЫ ДЛЯ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
1.1 Назначение и принцип действия монитора
Наряду с системным блоком, очень важной составной частью персонального компьютера является его видеоподсистема, которая состоит из монитора и видеоадаптера, обычно размещаемого на системной плате.
Монитор является устройством, предназначенным для воспроизведения видеосигнала и визуального отображения информации, полученной от компьютера.
Современный монитор состоит из экрана, называемого также дисплеем, блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал. В персональном компьютере этим устройством является видеокарта.
Монитор предназначен для отображения на экране текстовой и графической информации, визуально воспринимаемой пользователем персонального компьютера.
1.2 Классификация мониторов для персональных компьютеров
В настоящее время существует большое разнообразие типов мониторов и их классифицировали по определенным признакам. Рассмотрим классификацию мониторов для персональных компьютеров.
Классификация по виду выводимой информации включает в себя:
- алфавитно-цифровые:
- дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию;
- дисплеи, отображающие псевдографические символы;
- интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных;
- графические:
- векторные - луч двигается по линиям, определяющим изображение;
- растровые — луч каждый раз проходит слева-направо и сверху-вниз для отрисовки каждой строки.
По способу вывода информации:
- Растровый;
- Векторный.
По типу экрана:
- ЭЛТ — монитор на основе электронно-лучевой трубки;
- ЖК — жидкокристаллические мониторы;
- Плазменный — на основе плазменной панели;
- Проектор — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе, проекционный телевизор;
- LED-монитор — на технологии светоизлучающих диодов;
- OLED-монитор — на технологии органических светоизлучающий диодов;
- Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.
- Лазерный — на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство).
По размерности отображения
- двумерный (2D) — одно изображение для обоих глаз;
- трёхмерный (3D) — для каждого глаза формируется отдельное изображение для получения эффекта объёма.
По типу видеоадаптера:
- HGC - поддерживает текстовый режим с высоким разрешением и один графический режим;
- CGA - первая видеокарта IBM, поддерживающей цветное изображение;
- EGA - стандарт мониторов и видеоадаптеров для IBM PC, расположенный между CGA и VGA по своим характеристикам (цветовое и пространственное разрешение);
- VGA - использует аналоговый сигнал для передачи цветовой информации;
- SVGA - 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.
В следующей главе рассмотрим подробнее основные типы мониторов.
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОНИТОРОВ
2.1 Монитор на основе электронно-лучевой трубки
Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную колбу, дно которой покрыто слоем из точек люминофора трёх цветов: красного (Red), зелёного(Green) и синего (Blue).
Люминофор может светиться под воздействием потока электронов. В тыльной (узкой) части электронно-лучевой трубки расположены три электронные пушки (по одной на каждый из основных цветов). При подаче высокого напряжения (20-30 тысяч вольт) они генерируют направленный пучок электронов.
Расположенная в горловине трубки система электромагнитной фокусировки сжимает пучок, превращая его в своеобразную электронную «иглу». Далее электронный луч попадает в область электромагнитного поля системы отклонения, которая заставляет его последовательно пробегать по строкам формируемого изображения.
Для формирования кадра с разрешением 1280×1024 точек каждый из трёх лучей должен пробежать сверху вниз 1024 строки, вспыхивая на каждой строке 1280 раз.
Чтобы сформировать непрерывное изображение, требуется обновлять кадры с частотой не менее 75 раз в секунду, а лучше ─ 85 раз в секунду и более.
Перед слоем люминофора расположена маска с отверстиями, совпадающими с положением точек разного цвета. Благодаря маске на точку люминофора соответствующего цвета попадает только «свой» луч, а паразитная засветка отсекается.
В зависимости от типа маски различают три основные технологии ЭЛТ-мониторов: с теневой маской (Shadow Mask), с апертурной решёткой (Aperture Grille), с щелевой маской (Slot Mask).
Традиционно количественным выражением качества изготовления маски и слоя люминофора служит так называемый «шаг точек», то есть расстояние между соседними точками люминофора одного цвета. Для теневой маски его измеряют по диагонали, для апертурной решётки и щелевой маски ─ по горизонтали. Нормальным считается диагональный шаг точек 0,25─0,28 мм или горизонтальный шаг 0,22─0,25 мм.
Изображение на экране формируется путём смешения цветов трёх соседних точек (триад RGB) люминофора. Яркость свечения точки люминофора определяется мощностью электронного пучка. Это позволяет очень точно управлять цветом в каждой точке экрана.
Очевидно, что при электронном управлении развёрткой луча не составляет проблем «вычертить» изображение любого разрешения. Верхним пределом здесь выступает число триад люминофора по горизонтали и вертикали.
Важнейшей частью монитора на базе ЭЛТ является электронный тракт, обеспечивающий прецизионное управление лучом при высоких частотах кадровой развёртки.
В естественной природе не существует покадровых, мерцающих изображений. Глаз человека к ним не приспособлен и поэтому устаёт при просмотре «обманной» картинки. Однако чем выше частота смены кадров, тем меньше усталость, тем ближе картинка к естественному, статичному изображению.
Если перемножить максимальное разрешение (в точках), обеспечиваемое монитором, и частоту смены кадров (в герцах), мы получим полосу пропускания видеоусилителя для формирования изображения заданного качества. Умножая результат на коэффициент 1,4, учитывающий время возврата луча к началу следующей строки, время отклика и другие «служебные» расходы, получаем необходимую полосу пропускания электронного тракта монитора.
Полоса пропускания характеризует то, насколько полно электронный тракт преобразует входной сигнал от видеокарты в выходной электронный луч. Монитор с более высокой полосой пропускания при одинаковом разрешении и частоте кадров обеспечит более чёткое и насыщенное цветами изображение.
Принципы управления электронным лучом, технология изготовления колбы и маски обусловливают критичные геометрические и цветовые параметры для мониторов на базе ЭЛТ: фокусировку, муар, сведение, цветовую температуру.
Точная фокусировка особенно важна для мониторов с размером диагонали 19 дюймов и более, поскольку на краях большого экрана угол отклонения электронного луча достигает наибольшей величины.
Плохая фокусировка проявляется как размытие границ объектов. Муар проявляется как волнообразная кольцевая геометрическая структура на изображении. Муар тесно связан с фокусировкой: чем лучше фокусировка, тем выше вероятность появления муара.
Качественное сведение лучей означает точное попадание каждого луча электронной пушки в люминофор «своего» цвета. Разбалансировка сведения приводит к тому, что часть луча попадает в люминофор «чужого» цвета.
Различают статическое несведение (одинаковое по всей поверхности) и динамическое несведение (несовпадение увеличивается к краям экрана). Цветовая температура определяет естественность отображения цветов при различном внешнем освещении.
Качественные мониторы позволяют задать цветовую температуру по выбору пользователя.
Параметр яркости определяет средний уровень свечения экрана, измеряется в канделах на квадратный метр. Параметр контрастности определяет соотношение яркости наиболее светлых и наиболее тёмных элементов изображения.
В настоящее время мониторы данного типа практически не используются для персональных компьютеров. Их место заняли жидкористаллические и LED мониторы.
2.2 Жидкокристаллический монитор (LCD)
Жидкокристаллическая панель принципиально отличается от электронно-лучевой трубки тем, что её свечение постоянно, а элементы панели (жидкие кристаллы) выступают в роли шторок, частично или полностью перекрывающих световой поток.
Источниками подсветки служат обычные лампы, которые горят постоянно. Ячейки с жидкими кристаллами управляются цифровыми сигналами, определяющими порядок открытия «шторок». Управляющим звеном в каждой ячейке является тонкоплёночный транзистор (Thin Film Transistor,TFT).
Под воздействием тока жидкие кристаллы могут менять свою молекулярную структуру и вследствие этого пропускают через себя то или иное количество света (либо блокируют его прохождение). Два поляризационных фильтра, цветные фильтры и стеклянная подложка дополняют пакет.
Все слои размещаются между двумя стеклянными защитными панелями. В отсутствие тока на управляющем тонкоплёночном транзисторе молекулы вещества находятся в естественном состоянии и повёрнуты на 90°. В этом случае свет, испускаемый лампой подсветки, может проходить сквозь структуру слоёв пакета.
Напряжение, прикладываемое к тонкоплёночному транзистору, создаёт электромагнитное поле, по линиям которого ориентируются жидкие кристаллы, поляризуя проходящий свет. Наружный поляризационный фильтр абсорбирует световой поток с таким направлением поляризации. Поэтому свет не может пройти сквозь экран.
Важнейшей особенностью технологии ЖК является отсутствие геометрических искажений и мерцания изображения. Отпадают проблемы с фокусировкой и сведением лучей.
Монитор имеет меньшую глубину, чем электронно-лучевая трубка. Исключается сложный электронный тракт, управляющий развёрткой лучей. Исчезает необходимость цифро-аналогового преобразования сигналов на пути от видеокарты к монитору.
Однако, как известно, все недостатки являются продолжением достоинств. Чёткие границы между элементами структуры экрана приводят к зернистости изображения.
Отобразить картинку с хорошим качеством можно только в разрешении, совпадающем с физическим числом элементов экрана. Большее разрешение невозможно выставить в принципе, а меньшее приводит к грубым искажениям при воспроизведении изображения.
Жидкий кристалл работает как световой затвор, поэтому для воспроизведения цветовой палитры устанавливают светофильтры для каждого из основных цветов. В силу технологических особенностей невозможно управлять положением жидкого кристалла столь же точно, как яркостью люминофора. Отсюда - более узкий цветовой диапазон, воспроизводимый ЖК-панелями.