Основные технические характеристики мониторов и видеокарт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

«Основные технические характеристики

  мониторов и видеокарт»

 

 

Выполнил: __________________

____________________________

Проверил: ___________________ 
Оглавление

 

 

 

 

 

1. Монитор

 

Компьютерный монитор (он же дисплей или экран) представляет собой устройство для вывода текстовой и графической информации.

Роль посредника между монитором и компьютером играет  
видеоплата, которая, в свою очередь, преобразует цифровые сигналы, исходящие от системной платы, в сигналы аналоговые, понятные монитору.

1.1. Классификация  мониторов

 

Современные мониторы можно подразделить на два типа:

1. Мониторы с электронно-лучевой трубкой. Они представляют собой старые модели телевизоров, использующих для вывода информации на экран луч, состоящий из потока электронов.

2. Жидкокристаллические мониторы. Устройство и принципы работы значительно отличаются от электронно-лучевых предшественников.

По способу подключения различают два вида: аналоговый и цифровой.

При аналоговом подключении на соединительном кабеле со стороны компьютера размещается трехрядный разъем, который чаще всего называют VGA-разъемом (Video Graphics Array). Кабель со стороны монитора, как правило, вмонтирован в корпус, хотя иногда встречается такой же разъем, что и со стороны компьютера.

При цифровом способе может быть несколько модификаций разъемов. Чаще всего используется разъем, очень похожий на разъем интерфейса RS–232C (обычно его обозначают как DVI). Через него на монитор передается не только изображение, но и управляющие сигналы, позволяющие программно изменять параметры монитора: геометрические размеры, яркость, контрастность и т. п.

 

1.2. Монитор с электронно-лучевой  трубкой

Принцип работы монитора очень прост: монитор получает сигнал от компьютера и передает его на электронно-лучевую пушку, которая формирует луч, рисующий на экране изображение. К нижней части корпуса прикреплена сферическая опора, которая позволяет устанавливать экран под удобным для пользователя углом. Внутри корпуса размещены: блок питания и электронные схемы, необходимые для формирования экранного изображения, а также сама электронно-лучевая трубка.

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) – представляет собой стеклянную колбу, внутри которой находятся электронная пушка и отклоняющая система (рис. 6.1). Внутренняя поверхность лицевой части колбы покрыта специальным веществом, которое при облучении потоком электронов начинает светиться (тот же принцип используется в лампах дневного света). Для цветных мониторов это вещество (люминофор) состоит из сложной смеси редкоземельных металлов: иттрия, эрбия и т. п. Для обеспечения стабильной работы всей системы из колбы полностью откачан воздух (создан вакуум).

 

Рисунок 1 - ЭЛТ-монитор «LG 17BE»

Для создания изображения используется электронная пушка, излучающая поток электронов сквозь металлическую решетку (так называемую маску) на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными точками люминофора. Скорость потока электронов ускоряется модулятором интенсивности и ускоряющей системы: электроны приобретают высокую энергию, часть которой используется впоследствии для свечения люминофора, т. е. попадание электронов на точку люминофора заставляет ее испускать свет определенного цвета. В цветном мониторе используются три электронные пушки, каждая из которых отвечает за один из оттенков цветовой модели RGB (Red, Green, Blue – красный, зеленый, голубой).

Каждая точка люминофора состоит из трех частиц, различающихся по излучаемому цвету. Одна из них излучает красный цвет, вторая – зеленый, а третья – голубой. Каждая из трех электронных пушек рассчитана на обстрел конкретного цвета точек. Изменяя интенсивность и комбинируя засветку люминофора, электронная схема монитора формирует окончательное изображение.

Для управления электронными пушками в мониторе имеется управляющая электроника, от качества которой во многом зависит качество работы монитора. Трехлучевые ЭЛТ-мониторы можно подразделить на два класса: трубки с планарным расположением пушек (кинескопы с самосведением лучей) и трубки с дельтообразной схемой воздействия (каждый луч освещает люминофор абсолютно одинаково, что не требует дополнительной регулировки мониторов).

Поток электронов по пути к люминофору проходит через специальную маску, предназначение которой сводится к формированию растра изображения.

Теневая маска или, как ее еще называют, точечная используется в большинстве мониторов, производимых компаниями «LG», «Samsung», «ViewSonic», «Hitachi», «Belinea», «Panasonic», «Daewoo», «Nokia» и многими другими.

Щелевая маска или, как ее еще называют, полосовая используется в некоторых моделях мониторов, производимых компаниями «NEC» (ChromaClear) и «Panasonic» (PanaFlat, PureFlat).

Апертурная решетка (Aperture Grill), которая применяется для производства трубок компаний «Sony» (Trinitron) и «Mitsubishi» (Diamondtron). Трубки, произведенные по этой технологии, имеют стабилизационные нити, которые хорошо видны, особенно при светлом фоне изображения на мониторе. Они обеспечивают значительно более контрастное и насыщенное изображение, а также более высокое разрешение. Недостатком можно считать менее качественное сведение лучей.

Важной характеристикой можно считать наличие отражающего и защитного слоя на экране монитора.

• Антистатическое покрытие. Представляет собой тонкий слой специального химического состава, который предотвращает накопление электростатического заряда.
• Кварцевое покрытие. Недорогое покрытие, которое уменьшает блики на экране. Если поверхность никак не обработана, то она будет отражать все предметы. В техническом описании обычно указывается, какой процент света отражается (например, 40 %).
• Многослойное антибликовое покрытие. Такое покрытие обеспечивает высокую резкость при отсутствии бликов, но имеет высокую стоимость. Используется только в 21-дюймовых моделях и выше.

1.3. Жидкокристаллический  монитор

 

Жидкокристаллический (ЖК) монитор часто называют LCD-дисплеем, что переводится как дисплей на жидких кристаллах (Liquid Crystal Display). Экран ЖК-монитора представляет собой матрицу, состоящую из отдельных ячеек, наполненных жидкими кристаллами.

Матрица жидкокристаллического экрана устроена следующим образом: между двумя пластинами из чистого стекла находится тонкий слой жидких кристаллов. На обеих пластинах есть специальные бороздки, которые предназначены для ориентации кристаллов строго определенным образом. Бороздки, сделанные из прозрачного полимера, на каждой из пластин расположены параллельно друг другу и перпендикулярно относительно другой пластины. Таким образом, вся масса кристаллов равномерно распределена в получившихся маленьких ячейках (они же будущие пикселы).

В ЖК-экране поляризационный светофильтр создает две раздельные световые волны и пропускает только ту, у которой плоскость поляризации параллельна его оси. Располагая в жидкокристаллическом мониторе второй светофильтр так, чтобы его ось была перпендикулярна оси первого, можно полностью предотвратить прохождение света (экран будет темным). Вращая ось поляризации второго фильтра, т. е. изменяя угол между осями светофильтров, можно изменить количество пропускаемой световой энергии, а значит, и яркость экрана.

В цветном ЖК-мониторе (рис. 6.2) есть еще один дополнительный светофильтр, который имеет три ячейки на каждый пиксел изображения – по одной для отображения красной, зеленой и синей точек. Красная, зеленая и синяя ячейки, формирующие пиксел, иногда называются субпикселами (subpixel). Возможность индивидуального управления каждой ячейкой позволила Microsoft разработать новую технологию улучшения качества отображения текста на жидкокристаллическом дисплее. Для этого в диалоговом окне Свойства: Экран ОС Windows XP можно выбрать специальную функцию ClearType.

Различают пассивные и активные матрицы. В пассивных матрицах используется построчное формирование изображения путем последовательного подвода управляющего напряжения к отдельным ячейкам.

Из-за высокой электрической емкости ячеек они обладают большой инерционностью, из-за которой может быть не видно курсора мыши при слишком быстром движении.

Наилучшее предназначение пассивных матриц – вывод статических картинок. В активных матрицах используется несколько иной принцип работы: для каждой точки экрана применяются отдельные управляющие элементы.

Преимуществом активных матриц является более значительный угол обзора, чем в пассивных матрицах. К тому же они лучше справляются с динамическими изображениями.

В современных ПК наиболее распространены мониторы с активной матрицей, изготовленных по технологии STFT, наименование которой исходит от названия транзисторов, используемых  
в качестве управляющих элементов.

Рисунок 2 - ЖК-монитор «ViewSonic VX2835wm»

Огромное преимущество ЖК-мониторов над электронно-лучевыми – полное отсутствие геометрических искажений. Поначалу даже может показаться непривычным отсутствие большого количества кнопок для настройки.

Недостатком ЖК-мониторов можно считать физическую неспособность работать в разных разрешениях. Качественное изображение можно получить только при использовании «родного» разрешения экрана, т. е. предусмотренного в качестве стандарта производителем монитора.

Еще одна проблема ЖК-мониторов – это неспособность воспроизводить цветовую гамму, соответствующую режиму True Color (24 бит). В лучшем случае, на что способны самые распространенные модели, – это 18-битный цвет (немного лучше High Color 16 бит).

1.4. Основные характеристики монитора

 

При выборе монитора необходимо учитывать следующие основные параметры:

1. Размер экрана. Размеры экранов мониторов могут колебаться от 15 до 42 дюймов (или от 38 до 106 см) по диагонали. Чем больше размер экрана, тем дороже монитор. Самыми распространенными являются мониторы с экранами, у которых длина диагонали равна 17, 19, 20 или 21 дюйм. Однако это не действительный размер активной области экрана, а диагональ электронно-лучевой трубки и реальный размер ЖК-монитора.

2. Разрешающая способность. Разрешение монитора – это размер минимальной детали изображения, которую можно различить на экране. Данный параметр характеризуется количеством элементов разложения – пикселов – по горизонтали и вертикали экрана. Чем больше количество пикселов, тем более детальное изображение формируется на экране. Все современные мониторы поддерживают разрешение вплоть до 1600 ´ 1200 точек и глубину цветов True Color (16,7 млн оттенков).

Стандарт	Линейные   пикселы	Стандарт	Линейные   пикселы
CGA	320´200	SXGA+	1400´1050
EGA	640´350	WSXGA	1600´1024
VGA	640´480	WSXGA+	1680´1050
WVGA	854´480	UXGA	1600´1200
SVGA	800´600	HDTV	1920´1080
XGA	1024´768	WUXGA	1920´1200
XGA+	1152´864	QXGA	2048´1536
WXGA	1280´800	QSXGA	2560´2048
WXGA+	1440´800	QXGA–W	3840´2400
SXGA	1280´1024

 

3. Шаг точки (размер пиксела). Это расстояние между точками, определяемое конструкцией теневой маски или апертурной решетки, расположенной внутри электронно-лучевого монитора. Термины расстояние между точками или зернистость означают расстояние между соседними триадами в миллиметрах.

4. Яркость и контрастность изображения (жидкокристаллические мониторы). Вместо зернистости в жидкокристаллических мониторах используются такие параметры, как яркость и контрастность. Яркость этих типов мониторов измеряется в канделах на квадратный метр, или нитах. Обычно яркость «среднестатистического» жидкокристаллического монитора составляет 150–250 нит. Наилучшее изображение достигается при большой яркости и контрастности.

5. Энергопотребление и безопасность. Многие производители стремятся к тому, чтобы их продукция соответствовала требованиям стандарта Energy Star, предложенного агентством по охране окружающей среды EPA (Environmental Protection Agency). Любые компьютер и монитор, потребляющие при совместной работе во время простоя менее 60 Вт (по 30 Вт каждый), получают право на маркировку знаком Energy Star.

Для урегулирования параметров монитора были приняты стандарты, предъявляющие требования к безопасности их применения. Существует несколько разновидностей стандартов безопасности. Это MPR (MPRII) – стандарт, определяющий параметры электромагнитной безопасности, и ТСО (92, 95, 99, 2003) – стандарт, регулирующий воздействие всех потенциально вредных факторов: электромагнитного излучения, энергосберегающих, эргономических и экологических параметров.

При выборе монитора следует обратить внимание на соответствие его параметров одному из стандартов безопасности. Надписи вроде «Low Radiation» значения никакого не имеют, т. к. они играют сугубо рекламную роль. Минимально приемлемым при покупке нового монитора является стандарт MPRII или ТСО'99.

Защитный экран способен уменьшить напряженность электрического поля до величины, соответствующей стандарту безопасности. Однако он никак не влияет на величину магнитной составляющей электромагнитного поля сверхнизкой частоты. Зато такой экран позволяет немного увеличить контрастность изображения и устранить блики от внешнего освещения, что в принципе уменьшает утомляемость зрения.

6. Частота развертки по вертикали  и горизонтали. Частота развертки по вертикали (или частота регенерации) определяет стабильность изображения. Чем она выше, тем лучше. Типичные значения этой частоты находятся в диапазоне от 50 до 160 Гц. Частота развертки по горизонтали (или частота строк) колеблется от 31,5 до 90 кГц и выше. По умолчанию в большинстве видеоадаптеров базовой частотой вертикальной развертки является  
60 Гц.