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. 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.
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 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 мс, и ни о какой
«заторможенности» монитора не
может идти и речи.
У LCD-мониторов
есть один существенный недостаток
– «ограничение» по максимальной
длине диагонали. Просто производство
ЖК-панелей с диагональю более
30 дюймов нецелесообразно с экономической
точки зрения. Поэтому состязание
крупных фирм в изготовлении LCD-панелей
самого большого диаметра, носит
лишь характер престижа. Цена
подобного монстра зашкаливает
за все мыслимые и немыслимые
пределы. К тому же большинство
презентационных моделей выполнено
лишь в качестве прототипов, и
до массового производства, с
высокой вероятностью, так и не
дойдут. Нишу широких экранов
оккупировала совершенно другая
технология. История развития PDP-панелей
(Plasma Display Panel) весьма напоминает эволюцию
LCD. Разработка технологии плазменных
экранов началась примерно в
одно и то же время с LCD-дисплеями.
В 1966 году в Иллинойском университете
приступили к первым экспериментам,
и спустя всего лишь несколько
лет, в начале 1970-х годов, первые
опытные образцы под маркой Owens-Illinois
стали доступны для заказа. Продажи плазменных
панелей в начале производства носили
в основном единичный характер. Практическое
применение огромной монохромной панели
с не самым высоким качеством изображения,
стоящей при этом астрономические деньги,
поначалу было не так просто найти. Одним
из первых покупателей подобного устройства
стала Нью-йоркская фондовая биржа, затем
новой технологией заинтересовались в
аэропортах и гостиницах. В дальнейшем
PDP-панели были приспособлены для проведения
различных презентаций, так как они были
значительно удобнее и проекторов, и гигантских
CRT-мониторов. Окончательное признание
к плазменной технологии пришло с добавлением
цвета и падением цен до разумных пределов.
Изначально
у плазменной технологии перед
LCD было несколько важных преимуществ.
Это более высокая контрастность
и яркость, а также значительно
меньшее время отклика. Однако
у современных устройств PDP и
LCD различие в этих характеристиках
стремится к нулю. Одно из главных
достоинств плазменных панелей
– широченный экран – в
то же время является и недостатком.
Для комфортной работы за PDP-мониторов
рекомендуется находиться от
него на расстоянии в 4-5 диагоналей.
То есть, если диагональ, допустим,
равняется 40 дюймам, выходит, что
кресло нужно ставить примерно
в 4-5 метрах от экрана, что для
многих комнат является непозволительной
роскошью. Поэтому до сих пор
плазма широко применяется, в
основном, в системах home theatre, при
организации различных конференций-презентаций
и, возможно, игр, а о полной
замене компьютерного монитора
обычно речь не идет.
У плазменных
панелей есть один еще один
значительный недостаток – они
поедают примерно вдвое больше
энергии, чем LCD-мониторы, так что
вряд ли стоит ожидать появления,
например, ноутбуков с плазменным
экраном. Плюс ко всему, срок
службы PDP-панели также примерно
в два раза короче, чем у
LCD, тем более что смерть одной
самосветящейся ячейки является
незаменимой утратой, в то время
как выдохшуюся лампу LCD-монитора
можно заменить, причем за разумные
деньги.
К сожалению,
картинки, просто расположенной
на экране плоского монитора,
для создания эффекта присутствия
явно не достаточно. Трехмерное
реалистичное изображение является
мечтой не только каждого геймера,
но и вообще любого пользователя
компьютера. Наш мозг воспринимает
объемность окружающего мира
так: правый и левый глаз
видят картинку с немного разных
точек зрения, и, при наложении
этих изображений, мы понимаем,
что окружающие нас предметы
не плоские, а обладают определенным
объемом. На этом принципе основано
подавляющее большинство разработок
по созданию трехмерных дисплеев.
Наибольшую
достоверность происходящего позволяют
создать различные шлемы виртуальной
реальности, где перед каждым
глазом расположен отдельный
маленький дисплей. Но по своим
особенностям шлемы малопригодны для
регулярной работы. Другая популярная
технология разделения изображения на
две части использует красно-синие (красно-зеленые)
очки-светофильтры. Для создания иллюзии
объема изображение в них особым образом
видоизменяется, и при просмотре его через
данные очки нам представляется трехмерная
картина. Довольно много интересных разработок
создано с применением LCD-панелей. В одной
из них вместо единственного экрана используется
сразу два, расположенных друг за другом
на небольшом расстоянии. Через верхнюю
полупрозрачную панель свободно просматривается
изображение на нижней. Если отключить
полупрозрачный экран, то с таким 3D-монитором
можно спокойно работать как с обыкновенным
LCD. В другой оригинальной разработке используется
всего один ЖК-экран, а для имитации объема
подсветка дисплея происходит преднамеренно
неравномерно. Уровень реалистичности
у таких подходов находится на весьма
высоком уровне. Но пока все подобные мониторы
не получили широкой поддержки у разработчиков
операционных систем и компьютерных игр,
а для успешности разработки это, увы,
является одним из основополагающих факторов.
Можно сказать
совсем недавно, 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.
На данный момент OLED-дисплеи по
многим характеристикам уже сравнялись
с LCD, а в чем-то 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. 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.
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.
Элементы.
Главным элементом монитора
является дисплей. Дисплей –
это часть монитора, на которой
отображаются данные.
Для управления
монитором есть различные функциональные
кнопки. Сетевой выключатель, рядом
с которым обычно располагается
сетевой индикатор, регуляторы
яркости и контрастности, они
могут быть аналоговыми или
цифровыми. Все без исключения
мониторы имеют регуляторы размера
и положения изображения. В
современных аппаратах предусматривается
компенсация многих типов геометрических
искажений, подавление муара.
Помимо регуляторов компенсации
геометрических изображений на
мониторах встречаются следующие
органы управления. Кнопка восстановления
заводских настроек, кнопка ручного
размагничивания. Чем больше диагональ
монитора, тем больше существует
настроек для регулировки изображения.
Ведь оно занимает практически
всю полезную площадь экрана.