Видеоконтроллеры и мониторы

                                                      Содержание 
 

-  Введение

-  Глава 1

   Видеоконтроллеры 

   1.Что такое видеоконтроллер  

   2. Типы Видеоконтроллеров 
 

- Глава 2

   Мониторы 

  1. Классификация и отличительные особенности мониторов

  2. Основные параметры и характеристики монитора

    -  Физические

    -  Частотные

    -  Оптические

    -  Функциональные

  3. Обобщенная структура и особенности функционирования мониторов

    - CRT – мониторы

    -  LCD - мониторы

  4. Перспективы развития и применения мониторов

  5. Заключение 

- Список используемой литературы

 

                                                           Введение 

В данном реферате рассказано фактически все, что было бы интересно знать о мониторах  и видеоконтроллерах .В нем пойдет речь о современных моделях мониторов и типах видеоконтроллеров , удовлетворяющих сегодняшнему состоянию этой индустрии, не вдаваясь в подробности старых стандартов и технологии производства.

Так же рассказано о перспективах их перспективах развития и их взаимосвязь в работе компьютера.

                                             

                                                        Глава 1 

§1. Что же такое видеоконтроллер? 

Видеоконтроллер (англ. Video Display Controller, VDC) — специализированная микросхема, являющаяся главным компонентом схемы формирования видеоизображения в компьютерах и игровых консолях. Некоторые видеоконтроллеры также имеют дополнительные возможности, например, генератор звука. Микросхемы видеоконтроллеров применялись в основном в домашних компьютерах и игровых системах 1980-х годов. 

До появления  микросхем видеоконтроллеров схемы  формирования изображения полностью  строились на дискретной логике. К  середине 1970-х годов ЭЛТ-дисплеи  стали популярным устройством вывода информации для микрокомпьютеров, а развитие технологии производства микросхем позволило реализовать основную часть схемы формирования изображения в виде отдельной микросхемы. Это упрощало разработку подобных схем, уменьшало габариты печатных плат и потребление энергии, снизить стоимость конечных устройств. Дальнейшее развитие видеоконтроллеров привело к появлению более сложных и многофункциональных устройств — видеопроцессоров. 

Главным компонентом  схемы формирования изображения  всегда является видеоконтроллер, но также могут использоваться дополнительные микросхемы — ОЗУ для хранения изображения, ПЗУ для хранения графики символов, и дополнительная дискретная логика (например, сдвиговые регистры) для построения законченной схемы. В любом случае, видеоконтроллер отвечает за генерацию необходимых синхросигналов, таких как сигналы вертикальной и горизонтальной синхронизации, сигнал обратного хода луча. 

В графическом  режиме работающая с монитором программа  выводит изображение в виде прямоугольной  сетки точек, цвет каждой из которых может задаваться отдельно. Т.о., на экран в графическом режиме можно выводить тексты, графики, рисунки и т. д.  

А при выводе текстов можно использовать шрифты, любые размеры, цвета и расположение букв. Большинство современных операционных систем и рассчитанные на них программы используют именно графический режим монитора. 

§2.Типы видеоконтроллеров 

Микросхемы видеоконтроллеров  можно разделить на четыре группы по принципу их работы. 

Video shift register —  простейший тип видеоконтроллера. Генерирует синхросигналы и преобразует получаемые байты видеоданных (от процессора или контроллера ПДП) в последовательность бит, которая вместе с синхросигналами формирует выходной видеосигнал. Видеоконтроллеры этого типа обычно поддерживают только растровые видеорежимы очень низкого разрешения. Единственным примером подобного видеоконтроллера общего назначения, использовавшегося в домашних компьютерах, является микросхема RCA CDP1861. В других домашних системах, также использующих видеоконтроллеры этого типа, применялись заказные микросхемы — например, Television Interface Adapter (TIA) в игровой консоли Atari 2600, БМК компьютера Sinclair ZX81. 

CRTC (Cathode Ray Tube Controller, контроллер ЭЛТ) генерируют синхросигналы  и выполняют чтение ОЗУ, используемого в качестве видеопамяти. Прочитанные данные используются для формирования адреса в ПЗУ знакогенератора (для текстовых видеорежимов) или непосредственно (для графических режимов высокого разрешения). Видеоконтроллеры этого типа требуют большого количества внешних компонентов, выполняющих формирование видеосигнала, что позволяет им иметь широкий диапазон возможностей, от простейших текстовых режимов до цветной графики высокого разрешения. Такие видеоконтроллеры обычно не имеют поддержки аппаратных спрайтов. Среди наиболее известных видеоконтроллеров этого типа — микросхемы Intel 8275 и Motorola 6845. 

Video interface controller — следующий шаг развития видеоконтроллеров.  Практически все компоненты схемы  генерации видеосигнала интегрированы  в одну микросхему. Из внешних элементов требуются только аналоговые цепи формирования видеосигнала. К этой категории относятся микросхема Signetics 2636 и микросхемы, использовавшиеся в 8-разрядных компьютерах компании Commodore (наиболее известная микросхема — MOS Technology VIC-II, использовавшаяся в Commodore 64). 
 

Video co-processor —  более сложные устройства, использующие  отдельное ОЗУ в качестве видеопамяти  и способные не только отображать, но и самостоятельно обрабатывать  данные в ней. Среди примеров  этого типа видеоконтроллеров — микросхема ANTIC, применявшаяся в 8-разрядных системах Atari, и микросхемы Texas Instruments TMS9918, Yamaha V9938 и V9958, применявшиеся в компьютерах стандарта MSX. К этой категории также относят видеоконтроллеры 8-разрядных и 16-разрядных игровых консолей. 

                                                       

                                                         Глава 2 

§  1. Классификация и  отличительные особенности  мониторов 

Важной частью настольного персонального компьютера является монитор. Все мониторы можно классифицировать: 

- По схеме  формирования изображения. 

- По своим  размерам. 

- По способу  воздействия на человека. 

Как правило, все  широко распространенные современные  мониторы, по схеме формирования изображения, делятся на два типа: 

- на основе  электронно-лучевой трубке (ЭЛТ,  или CRT);

- на основе  жидких кристаллов (ЖК-панель, LCD-панель). 

ЭЛТ-мониторы очень похожи на телевизоры. У них тот же принцип формирования сигнала – направленный электронный пучок вызывает свечение точек на экране. Этот тип мониторов позволяет создание изображения с максимальной контрастностью, яркостью и цветностью. Их недостатки – высокое потребление электроэнергии и вред, наносимый здоровью. 

ЖК-мониторы формируют изображение за счет того, что определенные точки экрана становятся прозрачными или непрозрачными в зависимости от приложенного электрического поля. Поскольку жидкокристаллические ячейки сами не светятся, ЖК-мониторам нужна подсветка. ЖК-мониторы имеют малое потребление энергии, изображение на них приятно глазам, отсутствует радиационное излучение монитора. Их недостатки – малая контрастность изображения и малые скорости регенерации (обновления изображения) экрана.  

Следующим важным свойством монитора является размер его экрана. Как правило, чем больше экран, тем с большим разрешением (соответственно – меньшим размером единицы изображения) можно на нем работать. Но при этом непропорционально высоко возрастает его цена и увеличивается требуемое место для монитора на столе.  

За размеры монитора считают размер его экрана по диагонали.

Для ЭЛТ стандартными являются размеры 14", 15", 17", 19", 21", 23", 24"

(" – обозначение  дюйма.)

Для ЖК-мониторов  – 13", 14", 15", 17", 19". 

Любой компьютер  неизбежно приносит вредит здоровью. Одним из наиболее опасных компонентов компьютера является монитор. 

Наиболее вредными для здоровья являются ЭЛТ-мониторы. Прежде всего, за счет рентгеновского излучения, возникающего из-за торможения электронов в трубке, и паразитного  ультрафиолетового излучения монитора. К тому же на глазах человека отрицательно сказывается неравномерная яркость экрана, нечеткость изображения (ведущая к близорукости) и выпуклость экрана . 

Первым решением, которое хоть как-то ослабляло вред от мониторов, явилось применение защитного экрана на монитор. Он увеличивал контрастность изображения, устранял солнечные блики, защищал от ультрафиолета. Однако его защита все равно была недостаточной. В связи с этим стали выпускаться мониторы, поддерживающие различные эргономические стандарты. Первым таким стандартом являлся шведский стандарт MPR-II. Затем за стандартизацию взялись международные организации, и появились стандарты TCO'92, TCO'95 и TCO'99. Уже для мониторов, удовлетворяющих стандарту TCO'92, не требовалось защитного экрана. Стандарт же TCO'99 гарантирует непричинение вреда здоровью при 8-ми часовой работе за экраном монитора, удовлетворяющего данному стандарту.  

В отличие от ЭЛТ-мониторов ЖК-мониторы гораздо  меньше приносят вреда здоровью, из-за отсутствия некоторых физических процессов присущих ЭЛТ-мониторам. 
 

§2. Основные параметры и характеристики монитора 

Рассмотрим основные параметры, характеристики и показатели качества мониторов. 
 

1) Физические 

Размер  рабочей области  экрана 

Размер экрана - это размер по диагонали от одного угла экрана до другого. 

У ЖК-мониторов  номинальный размер диагонали экрана равен видимому, но у ЭЛТ-мониторов  видимый размер всегда меньше. 

Изготовители  мониторов в дополнение к физическим размерам кинескопов также предоставляют  сведения о размерах видимой части экрана. Физический размер кинескопа - это внешний размер трубки.

Поскольку кинескоп заключен в пластмассовый корпус, видимый размер экрана немного меньше его физического размера. Так, например, для 14" модели (теоретическая длина  диагонали 35,56 см) полезный размер диагонали равен 33,3- 33,8 см в зависимости от конкретной модели, а фактическая длина диагонали 21-дюймовых устройств (53,34 см) составляет от 49,7 до 51 см. 

Радиус  кривизны экрана ЭЛТ 

Современные кинескопы  по форме экрана делятся на три типа: сферический, цилиндрический и плоский . 

У сферических  экранов поверхность экрана выпуклая и все пиксели (точки) находятся  на равном расстоянии от электронной  пушки. Такие ЭЛТ не дороги, но изображение, выводимое на них, не очень высокого качества. В настоящее время применяются только в самых дешевых мониторах. 

Плоские экраны (Flat Square Tube) наиболее перспективны. Устанавливаются  в самых совершенных моделях  мониторов. Некоторые кинескопы  этого типа на самом деле не являются плоскими - но из-за очень большого радиуса кривизна (80 м - по вертикали, 50 м - по горизонтали) они выглядят действительно плоскими (это, например кинескоп FD Trinitron компании Sony). 

Экранное  покрытие 

Важным параметром кинескопа являются отражающие и  защитные свойства его поверхности. Если поверхность экрана никак не обработана, то он будет отражать все предметы, находящиеся за спиной пользователя, а также его самого. Кроме того, поток вторичного излучения, возникающий при попадании электронов на люминофор, может негативно влиять на здоровье человека. 

Наиболее распространенным и доступным видом антибликовой обработки экрана является покрытие диоксидом кремния. Это химическое соединение внедряется в поверхность  экрана тонким слоем. Если поместить  обработанный диоксидом кремния экран под микроскоп, то можно увидеть шершавую, неровную поверхность, которая отражает световые лучи от поверхности под различными углами, устраняя блики на экране. Антибликовое покрытие помогает без напряжения воспринимать информацию с экрана, облегчая этот процесс даже при хорошем освещении. Некоторые изготовители кинескопов добавляют в покрытие также химические соединения, выполняющие функции антистатиков.