fit_pin_1206_rybakov_dmitriy - Кафедра ПО
advertisement
Тверской государственный технический университет Факультет информационных технологий Кафедра ПИН 12.06 РЕФЕРАТ На тему: ЭЛТ – монитор. ЖК – монитор. Принцип работы и характеристики. Рыбаков Дмитрий Тверь 2012 План реферата 1. функции, назначения 2. состав 3. принципы работы 4. используемые технологии, методы 5. взаимосвязи в системе рс 6. параметры и характеристики 7. критерии выбора 8. эволюция 9. перспектива 10.сводные таблицы сравнений 11.заключение 12.глоссарий 13.список литературы 1) функции и назначение Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, установленной в компьютере. Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей и единиц) хранится в видеопамяти, размещенной на видеокарте. Изображение на экране монитора формируется путём считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран. 2) Состав Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости. Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. Если бы жидких кристаллов не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром. Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной. Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности. Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности). Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам. Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения. Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других. ЭЛТ Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы. Отклоняющие системы подразделяются на седловидно-тороидальные и седловидные. Последние предпочтительнее, поскольку итмеют пониженный уровень излучения. Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, размещенных у горловины кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а две другие — в вертикальной. Изменение магнитного поля возникает под действием переменного тока, протекающего через катушки и изменяющегося по определенному закону (это, как правило, пилообразное изменение напряжения во времени), при этом катушки придают лучу нужное направление. Сплошные линии — это активный ход луча, пунктир — обратный. Частота перехода на новую линию называется частотой строчной (или горизонтальной) развертки. Частота перехода из нижнего правого угла в левый верхний называется частотой вертикальной (или кадровой) развертки. Амплитуда импульсов перенапряжения на катушках строчной развертки возрастает с частотой строк, поэтому этот узел оказывается одним из самых напряженных мест конструкции и одним из главных источников помех в широком диапазоне частот. Мощность, потребляемая узлами строчной развертки, также является одним из серьезных факторов, учитываемых при проектировании мониторов. После отклоняющей системы поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию (E=mV2/2, где E-энергия, m-масса, v-скорость), часть из которой расходуется на свечение люминофора. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, то есть поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT мониторе используется три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся. Известно, что глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз не всегда может различить их). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов — триады). Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные люминофорные частицы, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет. Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно различие в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой. Итак, каждая пушка излучает электронный луч (или поток, или пучок), который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего). Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки. 3) принципы работы В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Изображение на экране монитора создаётся пучком электронов. Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов). Система управления пучком заставляет пробегать его построчно весь экран (создаёт растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно яркость свечения точки люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора, так как люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра. Качество изображения тем выше, чем меньше размер точки изображения (точки люминофора), в высококачественных мониторах размер точки составляет 0,22 мм. Однако монитор является также источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного и рентгеновского излучений, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Современные мониторы практически безопасны, так как соответствуют жестким санитарно-гигиеническим требованиям, зафиксированным в международном стандарте безопасности TCO’99. Экраны LCD-мониторов (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества (цианофенил), которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Принцип работы LCD заключается в избирательном прохождении света через миллионы отдельных затворов. Эти затворы собраны в сетку и представляют собой цветные фильтры, позволяющие только RGB составляющим (красный, зеленый, синий) частям света пройти через них. Этот свет исходит от ряда CCFLs (люминисцентных ламп с холодным катодом), которые находятся на задней части экрана. Каждый суб-пиксель формируется сочетанием затвор-фильтр, впоследствии суб-пиксели перемешиваются, чтобы сформировать полную картину. LCD затворы состоят из трех основных элементов. Это два поляризатора, установленных под прямым углом. Эти поляризаторы передают особый микроскопический материал в целях создания витой структуры (директор), которая связана с другим поляризатором. Свет, выходящий из заднего поляризатора поворачивается под воздействием жидких кристаллов. Таким образом это позволяет ему пройти через передний поляризатор. Жидкие кристаллы в LCD, как правило, состоят из палочковидных полимеров. Выравнивание их в определенном направлении выполняется директором. Слоя в контакте, остроумие директор и присоединяется с пазами, в результате чего основная часть материала взять на выравнивание директора. Прямой угол между поляризаторами, позволяет выравнивать слои в двух направлениях. Таким образом создается витая структура. В работе затворов помогает применение электрического напряжения. Для включения затвора, напряжение проходит через него спереди назад, и, контролируя напряжение на кристалле, можно достаточно точно контролировать поворот. Это помогает контролировать прозрачность и непрозрачность затвора. Для того, чтобы сократить время переключения, жидкие кристаллы постоянно находятся под давлением, которое помогает в восстановлении согласованности работы директоров, когда поле отключается. 4) используемые технологии, методы Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS (SFT, PLS) и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, применённого в конкретных разработках. Время отклика ЖК мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display — кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс. Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. Plasma Addressed Liquid Crystal — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества ЖК (яркость и насыщенность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы обзора по горизонтали и вертикали, высокая скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖКматрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает наилучшую управляемость и качество изображения TN+film Макрофотография TN+film матрицы монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне — стандартный курсор Windows TN + film (Twisted Nematic + film) — самая простая технология. Слово film в названии технологии означает дополнительный слой, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90 до 150°). В настоящее время приставку film часто опускают, называя такие матрицы просто TN. Способа улучшения контрастности и углов обзора для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет. Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселям не прилагается напряжение, жидкие кристаллы (и поляризованный свет, который они пропускают) поворачиваются друг относительно друга на 90° в горизонтальной плоскости в пространстве между двумя пластинами. И поскольку направление поляризации фильтра на второй пластине составляет как раз угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка. К достоинствам технологии можно отнести самое маленькое время отклика среди современных матриц, а также невысокую себестоимость. Недостатки: худшая цветопередача, наименьшие углы обзора. IPS (SFT) Техология IPS (англ. In-Plane Switching), или SFT (Super Fine TFT), была разработана компаниями Hitachi и NEC. Эти компании пользуются этими двумя разными названиями одной технологии — NEC использует «SFT», а Hitachi — «IPS». Технология предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Хотя с помощью IPS и удалось добиться увеличения угла обзора до 178°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне. По состоянию на 2008 год, матрицы, изготовленные по технологии IPS (SFT), — единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал.[2] По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TNматрицы имеют 6-бит на канал, как и часть MVA. Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а чёрным. При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет. IPS в настоящее время вытеснено технологией Н-IPS, которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика и увеличением контрастности. Цветность лучших Н-IPS панелей не уступает обычным мониторам ЭЛТ. НIPS и более дешевая e-IPS активно используется в панелях размером от 20". LG.Philips, Dell, NEC, Samsung, Chimei остаются единственными производителями панелей по данной технологии.[3] AS-IPS (Advanced Super IPS — расширенная супер-IPS) — также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации NEC (например, NEC LCD20WGX2) созданных по технологии S-IPS, разработанной консорциумом LG.Philips. H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer) — разработана LG.Philips для корпорации NEC.[4] Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖКпанелей под углом — так называемый «глоу-эффект»). Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества.[5] AFFS (Advanced Fringe Field Switching, неофициальное название — S-IPS Pro) — дальнейшее улучшение IPS, разработана компанией BOE Hydis в 2003 году. Усиленная мощность электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК, на матрицах производства Hitachi Displays. MVA/PVA Матрицы MVA/PVA (VA — сокр. от vertical alignment — вертикальное выравнивание) считаются компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским свойствам. Технология MVA (Multi-domain Vertical Alignment) разработана компанией Fujitsu как компромисс между TN и IPS технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160° (на современных моделях мониторов до 176—178°), при этом благодаря использованию технологий ускорения (RTC) эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика. Они значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения. MVA стала наследницей технологии VA, представленной в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки. Достоинствами технологии MVA являются глубокий чёрный цвет (при перпендикулярном взгляде) и отсутствие как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля. Недостатки MVA в сравнении с S-IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения. Аналогами MVA являются технологии: PVA (Patterned Vertical Alignment) от Samsung. Super PVA от Sony-Samsung (S-LCD). Super MVA от CMO. PLS PL-матрица (Plane-to-Line Switching) была разработана компанией Samsung как альтернатива IPS и впервые продемонстрирована в декабре 2010 года. Предполагается, что эта матрица будет на 15 % дешевле, чем IPS.[8] 5) взаимосвязи в системе рс 6) параметры и характеристики Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы. Отклоняющие системы подразделяются на седловидно-тороидальные и седловидные. Последние предпочтительнее, поскольку итмеют пониженный уровень излучения. Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, размещенных у горловины кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а две другие — в вертикальной. Изменение магнитного поля возникает под действием переменного тока, протекающего через катушки и изменяющегося по определенному закону (это, как правило, пилообразное изменение напряжения во времени), при этом катушки придают лучу нужное направление. Сплошные линии — это активный ход луча, пунктир — обратный. Частота перехода на новую линию называется частотой строчной (или горизонтальной) развертки. Частота перехода из нижнего правого угла в левый верхний называется частотой вертикальной (или кадровой) развертки. Амплитуда импульсов перенапряжения на катушках строчной развертки возрастает с частотой строк, поэтому этот узел оказывается одним из самых напряженных мест конструкции и одним из главных источников помех в широком диапазоне частот. Мощность, потребляемая узлами строчной развертки, также является одним из серьезных факторов, учитываемых при проектировании мониторов. После отклоняющей системы поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию (E=mV2/2, где E-энергия, m-масса, v-скорость), часть из которой расходуется на свечение люминофора. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, то есть поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT мониторе используется три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся. Известно, что глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз не всегда может различить их). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов — триады). Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные люминофорные частицы, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет. Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно различие в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой. Итак, каждая пушка излучает электронный луч (или поток, или пучок), который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего). Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки. Формат экрана Устаревшие ныне ЭЛТ-мониторы обладали стандартным соотношением сторон 4:3 (ширина к высоте). Первые ЖК-мониторы также выпускались такими (плюс производился формат 5:4). Сейчас их уже сложно встретить в продаже: на полках магазинов стоят широкоформатники - модели с соотношением сторон 16:10, 16:9, 15:9, что связано с активным внедрением видео в HD-формате (16:9). Мониторы 4:3 более предпочтительны для веб-серфинга, работы в текстовых, издательских и других программах, где работа ведется преимущественно над вертикальными объектами (страницами). Но в качестве домашнего монитора и средства для развлечения (просмотр разнообразного видеоконтента, трехмерных игр) широкоформатный монитор окажется лучшим выбором. Разрешение экрана Этот параметр показывает, сколько точек (пикселей) размещается на видимой части монитора. Например: 1680x1050 (1680 точек по горизонтали и 1050 точек по вертикали). Этот параметр определяется исходя из формата кадра (число точек кратно соотношению сторон). В данном случае это 16:10. Существует конечное число таких пар чисел (таблицу разрешений можно найти в Интернете). В ЭЛТ-мониторах вы могли выставить любое разрешение, которое поддерживается монитором или видеокартой. В ЖК-мониторах же существует только одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией. При этом ухудшается качество картинки. Поэтому при выборе между мониторами с одинаковым разрешением лучше выбрать с большей диагональю. Особенно если у вас ослабленное зрение, что в наше время совсем не редкость. И еще, разрешение ЖК-монитора должно поддерживаться вашей видеокартой. Проблемы могут возникнуть с устаревшими видеокартами. Иначе придется ставить неродное разрешение. А это - ненужное искажение картинки. Покупать монитор с разрешением 1920x1080 (Full HD) или 2560x1600 вовсе необязательно. Потому что ваш компьютер может потянуть 3D-игры при таком разрешении, а видеофильмы в Full HD еще пока мало распространены. Диагональ экрана Это значение традиционно измеряется в дюймах и показывает расстояние между двумя противоположными углами. Оптимальная на сегодня диагональ по размеру и цене - это 20-22 дюйма. Кстати, при одинаковом размере диагонали монитор с форматом 4:3 будет обладать большей площадью поверхности. Контрастность Эта величина показывает максимальное отношение яркостей между самой светлой и самой темной точками. Обычно указывается в виде пары чисел типа 1000:1. Чем больше статическая контрастность, тем лучше, так как это позволит увидеть больше оттенков (к примеру, вместо черных областей - оттенки черного на фотографиях, в играх или фильмах). Учтите, что информацию о статической контрастности производитель может заменять данными о динамической контрастности, которая рассчитывается по-другому и на которую не стоит полагаться при выборе монитора. Яркость Этот параметр показывает количество света, излучаемое дисплеем. Измеряется в канделах на квадратный метр. Высокое значение яркости не повредит. В случае чего всегда можно будет яркость уменьшить в зависимости от собственных предпочтений и освещенности рабочего места. Время отклика Время отклика - минимальное время, которое необходимо пикселю для изменения своей яркости от активного (белого) в бездействующий (черный) и обратно к активному. Время отклика складывается из времени буферизации и времени переключения. В характеристиках указывается последний параметр. Измеряется в миллисекундах (мс). Чем меньше, тем лучше. Большое время отклика приводит к смазыванию изображений в быстрых сценах в фильмах и играх. В большинстве недорогих моделях на базе TNматрицы время отклика не превышает 10 мс и вполне достаточно для комфортной работы. Кстати, некоторые производители лукавят, измеряя время перехода от одного оттенка серого к другому и выдавая это значение за время отклика. Угол обзора Этот параметр показывает, при каком угле просмотра контраст падает до заданного значения. При этом искажения становятся неприемлемыми для просмотра. Увы, каждая компания вычисляет угол обзора по-своему, поэтому самое лучшее - внимательно присмотреться к монитору перед покупкой. Дефектные пиксели После производства ЖК-матрицы на ней могут оказаться дефекты изображения, подразделяющиеся на пиксели мертвые и “горячие” (зависимые). Появление последних зависит от некоторых факторов: например, они могут проявляться при повышении температуры. “Горячие” пиксели можно попробовать убрать с помощью процедуры “ремапа” (поврежденные пиксели при этом будут выключены). От пикселей избавиться вряд ли получится. Согласитесь, неприятно работать на мониторе с постоянно горящей зеленой либо красной точкой. Поэтому при осмотре монитора в магазине запустите какую-нибудь тестовую программу, чтобы определить наличие или отсутствие дефектных пикселей. Либо поочередно залейте экран черным, белым, красным, зеленым и синим цветом и внимательно приглядитесь. Если битых пикселей нет, смело берите. К сожалению, они могут проявиться позднее, но вероятность этого невысока. Следует знать еще один момент: стандарт ISO 13406-2 устанавливает четыре класса качества мониторов по допустимому числу битых пикселей. Поэтому продавец может отказать вам в обмене модели, если число битых пикселей не выходит за рамки определенного производителем класса качества. 7) критерии выбора Какой купить монитор: с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) или жидкокристаллический (ЖК)? Широко распространено мнение, что ЖК-мониторы "лучше во всех отношениях", в том числе и гораздо безопаснее для здоровья пользователя. И если позволяют финансовые возможности, то надо, однозначно, покупать ЖК-монитор. Доля истины в этих утверждениях есть. Принцип, по которому формируется изображение на экране ЖК-монитора, гораздо более "дружественный" для наших глаз: точки на экране электронно-лучевой трубки "вспыхивают", когда по ним пробегает луч развертки, и постепенно гаснут до следующего пробегания луча. Отсюда - мерцание экрана при низкой частоте развертки или при неправильной настройке видеосистемы (т.е. комплекса: монитор + видеокарта). В жидкокристаллическом же мониторе каждая точка "светится" постоянно и непрерывно, меняя свой цвет и яркость лишь тогда, когда поступает соответствующая команда с компьютера. Строка развертки в ЭЛТ-мониторе при каждом прохождении луча по экрану может оказаться чуть смещена относительно предыдущего кадра. Это смещение может происходить как из-за неисправности (или низкого качества) монитора, так и под действием внешних помех. Результат - рябь на экране, дрожание или "плавание" изображения. ЖК-мониторы в принципе лишены этих недостатков, так как каждая точка у них расположена на постоянном месте. Какое бы замечательное антибликовое покрытие ни было бы нанесено на стеклянный экран электронно-лучевой трубки, полностью избавиться от бликов и отражений не удается. Экраны жидкокристаллических мониторов отражают свет гораздо слабже уже в силу своей конструкции и используемых материалов, поэтому бликов на них практически не бывает. Наконец, уровень всех видов излучений у ЖК-мониторов гораздо ниже: ведь главный источник излучений, электромагнитных и электростатических полей - электронно-лучевая трубка, которая в жидкокристаллическом мониторе отсутствует как таковая. Но не все так однозначно. Есть немало ситуаций, когда предпочтительнее будет ЭЛТмонитор. Размеры пикселя даже очень хороших ЖК-мониторов пока еще больше, чем даже у средненьких ЭЛТ. Поэтому четкость мелких деталей изображения на жидкокристаллическом мониторе недостаточна. Не удалось пока разработчикам ЖК-мониторов добиться качественной цветопередачи, особенно светлых тонов, и высокой контрастности изображения. Даже самые дорогие и навороченные ЖК-мониторы проигрывают по этим параметрам большинству простеньких и дешевеньких ЭЛТ-мониторов. Угол зрения, то есть угол, под которым мы можем нормально видеть изображение на экране, у ЖК-мониторов значительно меньше, чем у мониторов с электронно-лучевой трубкой. ЖК-мониторы очень заметно теряют качество изображения, если переключить их с "родного" ("оптимального", "рекомендуемого изготовителем") разрешения экрана на другое. Наконец, жидкокристаллическим мониторам присуща некоторая инерционность изображения: при очень динамичных "картинках", например, при воспроизведении видео или в "скоростных" играх "подтормаживание" изображения нередко бывает заметно "невооруженным глазом". Вообще-то, перечисляя выше недостатки ЖК-мониторов, можно было бы каждый абзац начинать фразой: "Пока еще разработчикам ЖК-мониторов не удалось добиться... тогото... и того-то...". С акцентом на словах "Пока еще". Вполне возможно, что, перечитывая эту страничку через 2-3 года, вы будете усмехаться над тем, что тут написано. Но сейчас, в 2005 году, ситуация именно такова. Резюмируя все сказанное выше, можно дать такие рекомендации. Жидкокристаллический монитор лучше приобретать, если: · вы работаете в основном с текстовой информацией; · на вашем рабочем месте плохие условия освещенности, трудно избежать бликов и отражений; · монитор будет установлен в зоне действия сильных электромагнитных помех, например, недалеко от силового электрического кабеля; · монитором будут пользоваться дети. А купить монитор с электронно-лучевой трубкой лучше, если: · вы дизайнер или конструктор, то есть работаете в основном с графикой, причем сложной, насыщенной мелкими деталями; вам важна качественная цветопередача, особенно полутонов и оттенков; · вы предполагаете частую совместную работу за этим монитором или собираетесь использовать его для каких-то показов, презентаций, то есть если регулярно будут возникать ситуации, когда изображение на экране монитора надо будет одновременно видеть многим людям; · вы работаете с часто меняющимися, динамичными картинками, например, занимаетесь монтажом (или просмотром) видео. Или любите поиграть во всякие гонки-стрелялки; · если у вас высокой или средней степени близорукость. 8) Эволюция Процесс развития ЭЛТ-мониторов на данный момент практически остановился. Конечно, иногда еще появляются новые модели, например, с укороченной трубкой или новым антибликовым покрытием, но, несмотря на это, вырождение технологии становится просто очевидным. К тому же у фирм-производителей нет стимула для дальнейшего совершенствования этих устройств, уже давно объем продаж CRT-мониторов – строго убывающая величина. Сейчас балом правят LCD и PDP-мониторы (все подробности о них ниже), а на арену постепенно выходят и новые разработки. Но вернемся к тому, как зародились современные технологии. Жидкие кристаллы Мониторы с лучевой трубкой с самого начала были неотъемлемой частью любого персонального компьютера, но процесс эволюции не стоял на месте и, как у всего прочего, устаревающей технологии пришлось уступить свое место более совершенной. Для нахождения принципиально новой схемы производства мониторов было сразу несколько мощных стимулов. Во-первых, CRT-мониторы имели весьма значительные размеры и вес, а также потребляли немалое количество энергии, что ограничивало сферу их применения, а также сводило на нет все попытки создать полноценные портативные компьютеры. Чемоданы (весом 10-20 кг) с ЭЛТ-мониторами (IBM 5100, вышедший в 1975 г., и Osborne 1 выпуска 1981 г.) – назвать портативными язык как-то совсем не поворачивается. Во-вторых, при длительной работе за CRT-монитором у многих изрядно уставали глаза, а затем и вообще заметно ухудшалось зрение. В-третьих, мониторы на лучевой трубке генерировали вокруг себя неслабое магнитное поле, а также негативно реагировали на соседние поля. В-четвертых, ЭЛТ-дисплеи значительно искажали геометрию изображения, что откровенно не нравилось многим дизайнерам и инженерам. И вот, наконец, технология, лишенная всех этих недостатков, была найдена. Так называемые жидкие кристаллы были открыты еще в далеком 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Рейницером во время проведения опытов по нахождению значения холестерина в растениях. В дальнейшем оптические и прочие свойства этих веществ были исследованы немецким физиком Отто Леманом. Особые свойства нового органического вещества заключались в том, что при определенных температурах жидкие кристаллы одновременно приобретали свойства, присущие и жидкостям (текучесть) и твердым кристаллам (анизотропия ряда физических свойств и некоторая упорядоченность в расположении молекул). Однако долгие годы данная находка пользовалась исключительно научным интересом и никак не применялась на практике. Только спустя восемьдесят лет, в конце 1966 года, корпорации RCA (Radio Corporation of America) удалось создать первый работоспособный прототип индикатора с применением жидких кристаллов. Первые серийные образцы часов и калькуляторов, основанных на LCD-дисплеях (Liquid Crystal Display), появились уже в середине 70-х годов (самым первым стал калькулятор Sharp образца 1973 г.), изображение на них формировалось из нескольких ячеек, которые, загораясь в определенной комбинации, представляли собой некоторую цифру. За несколько последующих лет ЖК-индикаторы полностью оккупировали нишу экранов для различных переносных устройств. Следующим принципиально важным шагом на пути к появлению полноценного монитора стало создание дисплеев с пиксельным экраном, в которых каждая ячейка имела отдельную адресацию. Устройство подавляющего большинства жидкокристаллических дисплеев имеет сходную многослойную структуру. Позади экрана располагается одна или несколько белых флуоресцентных ламп, система зеркал и рассеиватель, которые обеспечивают равномерное распределение света по всей поверхности. Сам экран состоит из двух поляризационных фильтров, расположенных один за другим, причем они поляризуют свет в перпендикулярных направлениях. Пространство между поляризаторами заполняет матрица, состоящая из множества ячеек, заполненных жидкими кристаллами. В монохромном дисплее каждому пикселю соответствует одна ячейка, в цветном – несколько (чаще всего три). В случае цветного дисплея в конструкции также присутствует цветной фильтр, который придает «светящейся» ячейке определенный цвет (красный, зеленый или синий). Свет, проходящий через кристалл, еще раз поляризуется и выходит наружу. В состоянии покоя жидкие кристаллы полностью пропускают через себя свет, а при подаче напряжения на электроды (к каждой ячейке подведены отельный и общий электроды) степень поляризация кристалла изменяется, и количество пропускаемого света уменьшается в зависимости от величины напряжения. Таким образом формируется видимое пользователем изображение. Жидкокристаллические матрицы разделяются на два типа: пассивные и активные. В пассивных матрицах для адресации каждой ячейки используется система из «сетки» горизонтальных и вертикальных контактных полос. Для того чтобы «зажечь/погасить» определенную ячейку, требуется подать напряжение одновременно на горизонтальную и вертикальную полосы, на пересечении которых находится искомый пиксель. Недостаток этого подхода заключается в высоком времени отклика, а также сильном ограничении в размерах диагонали. Первые компьютерные LCD-мониторы как раз были основаны на пассивных (монохромных) матрицах, а длина их диагоналей не превышала 8-ми дюймов. Подобные устройства не были восприняты пользователями с должным энтузиазмом, однако с появлением первых ноутбуков (Epson HX-20 в 1982 г., Radio Shack model 100 в 1983 г. и Hewlett-Packard HP 110 в 1984 г.) к новой технологии стали проявлять определенный интерес. Гораздо более широкие возможности предлагают мониторы с активной матрицей. Эта технология также часто обозначается аббревиатурой TFT (Thin Film Transistors). В этом случае за каждую ячейку матрицы отвечают отдельные микроскопические транзистор, резистор и конденсатор. Такое решение позволяет значительно уменьшить время отклика, увеличить контрастность изображения и избежать влияния соседних ячеек друг на друга. Конечно, первые серийные TFT LCD-мониторы стоили просто издевательски дорого, примерно в 10 раз дороже, чем аналогичные CRT-устройства. Такое удовольствие могли себе позволить лишь военные правительственные, и немногие другие организации. И это учитывая то, что ЖК-мониторы того времени обладали весьма посредственными характеристиками, по многим параметрам уступая ЭЛТ. Но ряд явных преимуществ дал толчок для дальнейшего развития технологии, из года в год мониторы совершенствовались, причем, как ни странно, каждая крупная фирма старалась идти своим путем, проталкивая собственные уникальные разработки. Одной из напастей, с древнейших времен преследующих ЖК-мониторы, являются «битые» пиксели. Чаще всего причиной такой неисправности является выход из строя транзистора, отвечающего за умершую ячейку. В силу технологических особенностей производства и огромного количества таких ячеек (более миллиона) полное отсутствие подобных дефектов гарантироваться не может. Но технология не стоит на месте, и если еще пару лет назад нахождение в магазине монитора всего с одним мертвым пикселем можно было считать большой удачей, то сейчас уже стоит несколько раз подумать, перед тем как купить девайс с подобным бельмом. Другая хроническая проблема LCD-дисплеев заключалась в значительном времени отклика. Изначально для того, чтобы избежать мерцания изображения, при производстве специально выбирались «медленные» кристаллы. Такие мониторы отлично справлялись с различными статичными приложениями, но при попытках просмотра видео или запуске компьютерной игры, кристаллы просто не успевали вовремя видоизменяться, из-за чего все движущие объекты размывались, что выглядело весьма неприятно. С появлением каждого нового поколения мониторов данный недостаток постепенно сходил на нет. Сейчас уже существуют модели, обладающие временем отклика всего 4 (четыре!) мс, и ни о какой «заторможенности» монитора не может идти и речи. 9) Перспектива В 2003 году, на рынке мобильных устройств появились дисплеи, построенные по принципиально новой технологии. Новинкой стали так называемые OLED-дисплеи (Organic Light Emitting Diodes), основанные на органических светоизлучающих полупроводниках. Они не случайно называются органическими – по сходным принципам «работают» и светлячки, и некоторые глубоководные рыбы. Впервые подобные полупроводники были синтезированы фирмой Kodak более 20 лет назад – в 1987 году. На данный момент OLED-дисплеи по многим характеристикам уже сравнялись с LCD, а в чемто даже их и превосходят. Правда, пока особо не впечатляет их непродолжительный срок работы – не более 8000 часов. Стоит заметить, что одним из важных преимуществ является то, что OLED-дисплеи не требуют задней подсветки, следовательно, толщина подобного экрана может быть заведомо меньше миллиметра. Плюс ко всему технология OLED настолько универсальна, что позволяет создавать даже гибкие дисплеи. Как пример была продемонстрирована кредитная карточка с индикатором текущего баланса банковского счета, построенном на OLED. Как и LCD, OLED-дисплеи выпускаются как в активном, так и в пассивном вариантах. В самом ближайшем будущем ожидается появление и полноценных OLED-мониторов для компьютеров, уже давно существуют вполне работоспособные прототипы. В том, что новая технология составит полноценную конкуренцию LCD, уверены практически все крупные производители мониторов (Samsung, Sony, Pioneer, Sharp, Toshiba и другие). Не просто же так они инвестировали за последнее время сотни миллионов долларов в развитие новой перспективной отрасли! Другая, вполне возможно, что перспективная технология называется E-ink (электронные чернила). Типичный дисплей E-ink состоит из двух слоев белого – верхнего и черного – нижнего. При подаче напряжения частицы нижнего слоя могут переходить в верхний, а затем, если потребуется, возвращаться на свое место. Основные козыри новой разработки: сверхнизкое электропотребление и сохранение последнего изображения даже после отключения питания. Недостатком же является то, что пока электронные чернила остаются лишь в черно-белом варианте. Это уже не фантастика Скорее всего, рынок устройств вывода изображения является самым богатым на всякие оригинальные, нестандартные и подчас фантастические идеи. Существуют даже совсем уж невероятные устройства, которые позволяют передавать изображение напрямую в мозг через электроды, вживленные в зрительные доли. Конечно, подобное решение было изобретено не от хорошей жизни, оно позволяет слепым в некоторой степени ориентироваться в пространстве. Я думаю, вряд ли найдутся зрячие желающие, которые добровольно согласятся на подобный апгрейд. Из более жизненных разработок в последнее время все большей популярностью пользуются различные носимые дисплеи. Изображение либо формируется на миниатюрном полупрозрачном экране, закрепляемом на очках, либо проецируется непосредственно на сетчатку. Подобное решение предоставляет возможность пользоваться компьютером практически в любой обстановке, сохраняя при этом контроль над окружающей ситуацией. Но такие устройства поначалу весьма не привычны, рекомендуется делать регулярные перерывы, чтобы дать возможность глазу немного передохнуть. Плюс ко всему частое использование также чревато различными неприятными последствиями, наподобие кратковременной потери ориентации в пространстве. Мечтой многих ученых является создание устройств вывода независимого полностью трехмерного изображения в пространстве или так называемых голограмм. Пока, к сожалению, ни одной разработки, способной добраться до массового производства, даже близко не существует, но нельзя утверждать, что они не появятся лет через 10-20. Зато вот разнообразных опытных образцов существует вагон и маленькая тележка, к каким только ухищрениям не приходят изобретатели, чтобы сотворить нечто такое, как в фантастических фильмах наподобие «Звездных войн»: изображение проецируют на сгустках пара, задействуют десятки LCD-панелей, применяют лазер и многое-многое другое. Будем надеяться, может, через несколько лет их старания увенчаются успехом… 10) сводные таблицы сравнений Условные обозначения: (+) достоинство, (~) допустимо, (-) недостаток ЖК-мониторы ЭЛТ-мониторы Яркость (+) от 170 до 250 Кд/м2 (~) от 80 до 120 Кд/м2 Контрастность (~) от 200:1 до 400:1 (+) от 350:1 до 700:1 Угол обзора (по контрасту) (~) от 110 до 170 градусов (+) свыше 150 градусов Угол обзора (по цвету) (-) от 50 до 125 градусов (~) свыше 120 градусов (-) Одно разрешение с (+) Поддерживаются фиксированным размером различные разрешения. При пикселей. Оптимально можно всех поддерживаемых использовать только в этом разрешениях монитор можно Разрешение разрешении; в зависимости от использовать оптимальным поддерживаемых функций образом. Ограничение расширения или компрессии накладывается только можно использовать более приемлемостью частоты высокое или более низкое регенерации разрешение, но они не оптимальны. Частота вертикальной (+) Оптимальная (~) Только при частотах свыше развертки частота 60 Гц, чего достаточно 75 Гц отсутствует явно для отсутствия мерцания заметное мерцание Ошибки совмещения цветов (+) нет (~) от 0.0079 до 0.0118 дюйма (0.20 - 0.30 мм) Фокусировка (+) очень хорошая (~) от удовлетворительной до очень хорошей Геометрические/линейные (+) нет (~) возможны искажения Неработающие пиксели (-) до 8 (+) нет Входной сигнал (+) аналоговый или цифровой (~) только аналоговый Масштабирование при разных (-) отсутствует или (+) очень хорошее разрешениях используются методы интерполяции, не требующие больших накладных расходов Точность отображения цвета (~) Поддерживается (+) Поддерживается True Color True Color и имитируется и при этом на рынке имеется требуемая цветовая масса устройств калиб-ровки температура цвета, что является несомненным плюсом Гамма-коррекция (подстройка (~) удовлетворительная (+) фотореалистичная цвета под особенности человеческого зрения) Однородность (~) часто изображение ярче по (~) часто изображение ярче в краям центре Чистота цвета/качество цвета (~) хорошее (+) высокое Мерцание (+) нет (~) незаметно на частоте выше 85 Гц Время инерции (-) от 20 до 30 мсек. (+) пренебрежительно мало Формирование изображения (+) Изображение формируется (~) Пиксели формируются пикселями, число которых группой точек (триады) или Энергопотребление и излучения зависят только от конкретного разрешения LCD панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким (+) Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT мониторов (от 25 до 40 Вт). Размеры/вес (+) плоский дизайн, малый вес Интерфейс монитора (+) Цифровой интерфейс, однако, большинство LCD мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров полосок. Шаг точки или ли-нии зависит от расстояния между точками или линиями одного цвета. В результате четкость и ясность изображения сильно зависит от размера шага точки или шага линии и от качества ЭЛТ (-) Всегда присутствует электромагнитное излучение, однако их уровень зависит от того, соответствует ли ЭЛТ какому-либо стандарту безопасности. Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 60 - 150 Вт. (-) тяжелая конструкция, занимает много места (-) Аналоговый интерфейс 11) Список литературы http://www.hdddataprotector.narod.ru http://computerlikbez.ru http://dljatebja.ru http://evolutsia.com http://www.thg.ru http://www.textreferat.com http://ru.wikipedia.org http://www.diwaxx.ru http://www.cyberguru.ru
