Монитор (дисплей) компьютера предназначен для вывода текстовой и графической информации. Экран монитора можно рассматривать как прямоугольную таблицу из светящихся точек разного цвета. Однако в реальности точки группируются, причем в разных режимах по-разному.
Мониторы персональных компьютеров могут работать в двух режимах — текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора делится строками и столбцами на клетки (в персональных компьютерах экран, как правило, состоит из 25 строк и 80 столбцов). Каждая клетка предназначена для одного символа.
Все возможные символы сведены специальную таблицу, содержащую чаше всего 256 символов, таблица символов включает большие и малые латинские буквы, цифры, определенные символы, символы кириллицы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана т.д. Технически каждый символ представляет собой картинку в летке, нарисованную отдельными точками. Эти картинки хранятся в специальной памяти монитора и выводятся на экран его аппаратными средствами. Каждой ячейке экрана может соответствовать свой цвет (отдельно цвет символа и цвет фона), что позволяет выводить на экран цветные надписи.
7 класс. Информатика. Формирование изображения на экране монитора Кодирование цвета
В текстовом режиме для задания полного содержимого экрана (в случае 25 строк и 80 столбцов) необходимо задать 25 х 80 = = 2000 символов и, кроме того, для каждого из них указать цвет символа и цвет фона. Всего в текстовом режиме предусматривается 16 различных цветов, и поэтому для задания цвета достаточно 4 разряда, т.е. полбайта.
Таким образом, для одного символа нужно иметь 1 байт для кода символа и 1 байт для цветов символа и фона. Всего для задания изображения на экране требуется 4000 байтов. Реально в текстовом режиме поддерживается не одна, а несколько видеостраниц размером 4000 байтов каждая, описывающих разные варианты видеоэкрана. Для быстрой смены экрана монитора необходимо задать полный вид экрана на одной из запасных видеостраниц, а затем просто переключить монитор на эту страницу — на экране при очередном выводе изображения появится полностью новая картинка.
В графическом режиме экран состоит из точек, полученных разбиением экрана на большое количество строк и столбцов. Эти точки называются пикселами. Количество пикселов на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме.
Сейчас мониторы персональных компьютеров могут работать в режимах 480 х 640, 600 х 800, 768 х 1024, 864 х 1152 или 1024 х 1280 пикселов. Каждый пиксел может быть окрашен в один из возможных цветов. В различных режимах работы монитора число различных цветов может составлять 2 4 = 16, 2 8 = 256, 2 16 = = 65 536 или 2 24 = 16 777 216. Для описания цвета пиксела в этих режимах нужно выделить соответственно 0,5, 1, 2 и 3 байта. Из окрашенных пикселов составляется любое изображение, в том числе надписи.
Информация, задающая изображение на экране монитора, хранится в памяти специального вида, которая называется видеопамятью. Логически видеопамять представляет собой участок оперативной памяти и характеризуется выделенным диапазоном адресов.
Алфавитный подход к определению количества информации
Физически это отдельное устройство, вмонтированное в монитор (в отличие от остальной оперативной памяти, которая монтируется на материнской плате в системном блоке). Когда монитор работает в текстовом режиме, он через определенные промежутки времени (примерно 70 раз в секунду) считывает информацию из соответствующего участка памяти и воспроизводит ее на экране. При этом изображения символов хранятся в специальной таблице изображений символов, где каждый символ все равно строится из точек — пикселов. Например, при разрешающей способности экрана 600 х 800 и при размерах экрана в текстовом режиме 25 х 80 на каждый символ приходится прямоугольник размером 24 х 10 пикселов.
По аналогичной схеме работает монитор персонального компьютера в графическом режиме, только в этом случае 70 раз в секунду полностью перерисовывается каждый пиксел экрана. При 2 24 цветах для задания цвета одного пиксела требуется 3 байта, поэтому при разрешающей способности экрана 1024 х 1280 пикселов для полного задания экрана необходимо 3 х 1024 х 1280 байтов, или почти 4 Мб.
Ясно, что такой режим возможен только при видеопамяти 8 или 16 Мб. При меньшей видеопамяти используется меньшее количество цветов. В остальном принцип работы монитора такой же. Каждый квант времени графическая страница видеопамяти переносится на экран. При изменении содержимого графической страницы видеопамяти автоматически меняется изображение на экране.
Возможно сначала построить новое изображение на запасной странице видеопамяти, а затем переключить монитор на вывод этой страницы. В результате изображение на экране мгновенно изменится.
Следует отметить, что описанный принцип работы реализован в мониторе не программным, а аппаратным образом, что позволяет успевать прорисовывать экран в режиме реального времени.
По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой, жидкокристаллические мониторы и плазменные мониторы.
В мониторах с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), называемых также CRT (Cathode Ray Tube) изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется одновременным свечением трех разноцветных точек (красной, зеленой и синей), объединенных в триады. Каждая триада образует одно цветное зерно, представляющее один пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку.
Управление пучком электронов осуществляется отклоняющей и фокусирующей системой, которые состоят из набора катушек и пластин, воздействующих на электронный пучок с помощью магнитного и электрического полей. В соответствии с сигналами развертки, подаваемыми на электронную пушку, электронный луч побегает по каждой строчке экрана, последовательно высвечивая соответствующие точки люминофора. Дойдя до последней точки, луч возвращается к началу экрана.
ЭЛТ – это наиболее старый тип мониторов, его историю можно отсчитывать с создания первых электронно-лучевых трубок для телевизоров в 40-х годах 20 века. В течение нескольких десятков лет ЭЛТ-мониторы были единственным типом устройств вывода видеоинформации. За это время технология создания таких мониторов была отработана и доведена до совершенства, поэтому выпускающиеся сейчас ЭЛТ-мониторы отличаются хорошим качеством и невысокой ценой. Однако у таких мониторов есть существенный принципиальный недостаток: из-за необходимости использования ускоренного электронного луча неизбежно рентгеновское излучение, опасное для здоровья человека. Кроме того, конструкция электронно-лучевой трубки не позволяет сделать толщину монитора существенно меньше его поперечных размеров, в связи с чем ЭЛТ-монитор является весьма громоздким и массивным устройством.
Жидкокристаллические мониторы (ЖК-панели), называемые также LCD — панелями (Liquid Crystal Display) – наиболее распространенный в настоящее время и наиболее быстро развивающийся тип мониторов. Принцип отображения на жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света.
Источником излучения здесь служат лампы подсветки, равномерно освещающие слой жидких кристаллов (жидкокристаллическую матрицу). Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света поляризуется в том или другом направлении.
Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит цветовая селекция, обеспечивающая цветное изображение. Состояние каждого жидкого кристалла устанавливается подачей на него соответствующего электрического импульса, эти импульсы вырабатываются управляющей схемой монитора в соответствии с сигналами, поступающими от видеокарты.
Жидкокристаллические мониторы имеют малую толщину (всего несколько сантиметров), поэтому они являются весьма компактными устройствами по сравнению с ЭЛТ-мониторами. Только после появления ЖК-панелей стало возможно появление переносных и карманных компьютеров.
Вторым преимуществом ЖК-мониторов является абсолютно плоский экран без краевых искажений изображения (ЭЛТ-мониторы со сравнительно плоским экраном удалось создать только в результате очень сложных конструкторских ухищрений). Наконец, ЖК-панели практически не производят вредного для человека излучения.
Перечисленные преимущества обуславливают постепенное вытеснение ЭЛТ-мониторов ЖК-панелями. Однако у ЖК-мониторов есть некоторые недостатки, которые еще предстоит преодолеть. Во-первых, ЖК-панели несколько дороже ЭЛТ-мониторов такого же размера, хотя цена на ЖК-панели неуклонно снижается со временем.
Во-вторых, у ЖК-монитора ограничен угол обзора, если смотреть на него под углом, изображение сильно искажается. Наконец, из-за инерционности процесса переполяризации жидких кристаллов в ЖК-мониторах трудно получить высокую частоту смены изображения – а это один из наиболее важных технических параметров, определяющий комфортность работы с монитором. Впрочем, нет сомнений, что перечисленные недостатки будут со временем преодолены, т.к. технические параметры ЖК-мониторов очень быстро улучшаются, а цена – падает.
Плазменные панели используются в качестве больших выносных экранов
Принцип работы плазменной панели заключается в следующем. Пространство между двумя плоскими поверхностями, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга, заполнено газом. Первая поверхность — прозрачный экран, на второй поверхности размещена матрица из очень тонких коротких проводников, расположенных перпендикулярно поверхности.
При подаче потенциала на любой из этих проводников вблизи его острия возникает разряд, видный через экран как светящаяся точка. Каждая такая точка является пикселем изображения. Соответственно, изображение состоит из сотен тысяч таких элементов. Плазменная панель, также как и ЖК-панель – это плоское устройство небольшой толщины.
Кроме того, плазменные панели лишены таких недостатков ЖК-панелей как малый угол обзора и инерционность. Однако есть один существенный недостаток – трудно обеспечить малый размер разрядной ячейки и, соответственно, малый размер пикселя. В этой связи плазменные панели выпускаются обычно в виде широкоформатных телевизоров (добавление схемы телевизора лишь незначительно удорожает панель, зато существенно увеличивает потребительскую привлекательность товара). Размеры выпускающихся плазменных панелей – от 40” до 200” по диагонали. С ПК плазменная панель обычно используется в качестве дополнительного экрана для показа изображения большой аудитории.
Основными техническими характеристиками мониторов являются размер экрана, размер зерна, максимальное разрешение и частота обновления экрана.
Размер экрана — это длина диагонали экрана, выраженная в дюймах (1” = 2,54см). Наиболее распространенными размерами для экрана монитора являются 15″, 17″, 19″, 20″, 21″. При работе с монитором прослеживается очень простая закономерность: чем больше монитор, тем комфортнее за ним работа.
На экране большего размера можно увидеть более крупный фрагмент документа или одновременно открыть большее число окон. С другой стороны, чем больше монитор, тем больше места он занимает на столе (особенно, если это ЭЛТ-монитор). Для нормальной работы за компьютером минимальный размер экрана — 15 дюймов для ЖК или 17 дюймов для ЭЛТ. Для работы с графикой или версткой желательно выбирать монитор от 19 дюймов и выше.
Размер зерна – это размер цветной точки, т.е. минимальный размер пикселя. Чем меньше размер зерна, более четкое и контрастное изображение можно получить на мониторе. Нормальный размер зерна современных мониторов составляет 0,22 – 0,24 мм, у качественных профессиональных мониторов с обычным размером экрана размер зерна составляет 0,12 – 0,14 мм.
В широкоформатных мониторах (с размером экрана более 30”) размер зерна увеличивается. Это оправдывается тем, что такие мониторы предназначены для обзора с большого расстояния.
Максимальное разрешение — это общее число цветных точек, т.е. максимально возможное число пикселей, выражаемое как произведение количества пикселей по ширине и высоте экрана. Например, разрешение 1024 x 768 означает, что изображение формируется из 1024×768 = 786432 пикселей, составляющих 768 горизонтальных рядов по 1024 пикселя в каждом ряду.
Максимальное разрешение монитора определяется размером экрана и размером зерна: если ширину экрана разделить на размер зерна, то получится максимальное разрешение по ширине, если высоту экрана разделить на размер зерна, то получится максимальное разрешение по высоте. Следует отметить, что максимальное разрешение, обеспечиваемое видеоподсистемой, определяется не только характеристиками монитора, но и параметрами видеокарты. Для реализации очень высокого разрешения необходим не только высококачественный монитор, но и соответствующая видеокарта. Впрочем, ситуация, когда видеокарта не обеспечивает доступное монитору разрешение, встречаются редко.
Частота обновления экрана выражается в герцах (Гц, Hz) и обозначает количество перерисовок экрана в секунду. Это один из наиболее важных параметров монитора, определяющих степень его вредного воздействия на глаза. В настоящее время гигиенически допустимый минимум частоты обновления экрана считается равным 80 Гц, у профессиональных мониторов этот параметр составляет 120 — 150 Гц.
Особенно важна высокая частота обновления экрана при работе с ЭЛТ монитором, т.к. изображение на таком мониторе прорисовывается последовательно – пиксель за пикселем. В ЖК – мониторах все пиксели изменяют свое состояние одновременно, поэтому для них допустимо чуть более низкое значение этого параметра. Для различных типов мониторов значение частоты обновления определяется разными факторами. В ЭЛТ мониторах можно повысить частоту обновления, понизив разрешение, т.к. в таких мониторах при изменении режима произведение этих параметров остается примерно постоянным. В ЖК мониторах частота обновления определяется инерционностью жидких кристаллов, поэтому для таких мониторов часто используют обратную величину – время отклика, выражаемое в миллисекундах.
Видеокарта (видеоадаптер) – это устройство, выполняющее роль посредника между материнской платой и монитором. Видеокарта подключается к материнской плате через интерфейс AGP (Accelerated Graphics Port) или PCIE (PCI Express). PCIE – наиболее мощный интерфейс, обеспечивающий очень высокую скорость передачи данных. Наиболее производительные видеоподсистемы используют именно этот интерфейс.
Современная видеокарта включает в себя, видеоконтроллер, обеспечивающий управление монитором и взаимодействие с RAM, видеопроцессор, выполняющий графические операции без участия CPU, собственную встроенную видеопамять и встроенный видео BIOS.
Основное назначение видеокарты – извлекать из RAM данные и преобразовывать их во входные сигналы монитора, для отображения на экране. Однако такая схема привела бы к весьма медленной работы видеоподсистемы, т.е. к большим запаздываниям вывода изображения на экран. Для ускорения работы видеоподсистемы используются встроенный графический процессор и встроенная видеопамять.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Что такое пиксель? Виды пикселей
Термин «пиксель», как и множество других слов на околокомпьютерную тематику, пришел к нам из английского языка. О том, что такое пиксель, дословно расскажет перевод этого слова на русский. Дословное значение – элемент изображения. Реже в русском языке употребляется слово «элиз», которое является синонимом пикселя.
Что такое пиксель. Определение
Вся компьютерная техника нашего времени формирует изображение на дисплее при помощи крохотных элементов. Такой наименьший элемент любой картинки, наблюдаемой на дисплее планшета или мониторе компьютера, и дает ответ на вопрос, что такое пиксель. Этот неделимый объект растровой графики может иметь круглые, прямоугольные или сотовые (восьмигранные) очертания. В структуре изображения пиксели расположены по строкам и столбцам, как значения в стандартной таблице.
Характеристики пикселей
Количество пикселей на мониторе вашего девайса напрямую влияет на качество и четкость изображения. Максимальное разрешение рисунка задано техническими характеристиками дисплея, и изменить его невозможно. При многократном увеличении изображения отчетливо видна структура картинки – крупные зерна «атомов» изображения.
Каждое «зерно» характеризуется прозрачностью, цветом и яркостью. Пиксели цветных мониторов сложены из частиц, называемых триады. Триада состоит из субпикселей красного, синего и зеленого цвета.
Количество триад для одного пикселя может быть различным – в основном эта характеристика зависит от типа дисплея. Расстояние между двумя одинаковыми цветами называется шагом точки. Кроме триады, существуют еще два элемента информации, которые отвечают за расположение пикселя по горизонтали и вертикали.
Все пять элементов дают понятие о том, что такое пиксель, и определяют правильный цвет и размещение этого «зернышка» на экране. Совокупность пикселей на мониторе образует один кадр. Если кадр увеличить в несколько раз, можно увидеть, что каждая часть изображения сложена их небольших цветных зернышек, то есть из пикселей.
Пиксели и типы мониторов
В жидкокристаллических мониторах при правильной установке программного обеспечения один пиксель имеет только одну триаду. Мониторы ЭЛТ не ограничивают количество триад – для одного пикселя число таких трехцветных составляющих может превышать десятки.
Неисправный пиксель
Теперь можно ответить на вопрос, что такое битый пиксель. Это «зернышко», цвет которого остается неизменным, вне зависимости от изображения на мониторе. Следует различать пиксели битые, зависшие и горячие.
Битый пиксель – это «зернышко», к которому не поступает питание. На экране он всегда отображается черным цветом.
Зависший пиксель не меняет цвет и постоянно светится красной, зеленой или синей точкой на любой картинке, которую показывает монитор. О том, что такое битый пиксель и чем он отличается от зависшего, лучше всего может сказать тот факт, что битый пиксель – это безвариантный брак. При большом количестве битых «зерен» устройство подлежит замене. Зависший пиксель можно попробовать восстановить, используя для этого специальные программы. Иногда для того чтобы зависший пиксель стал функционировать в нормальном режиме, требуется немного времени.
Горячий пиксель отображается на экране белым или насыщенно-розовым цветом. В нем нарушен процесс подачи электрического сигнала. «Вылечить» его можно теми же средствами, что и зависший пиксель.
Фотоаппарат
В цифровом современном фотоаппарате или кинокамере пиксели расположены на матрице. Именно она является преобразователем входящего светового потока в электронные импульсы. Процессор фотоаппарата обрабатывает электронные сигналы в цифровой код, который записывается на карту памяти. Ответ на вопрос, что такое пиксели в фотоаппарате, находится в структуре матрицы устройства. Количество пикселей на матрице влияет на качество изображения – чем их больше, тем детальнее получается картинка.
Однако здесь есть небольшое но..
Разрешение человеческого глаза около 2,5 мегапикселей. Самые современные телевизоры и мониторы имеют разрешение около 2 мегапикселей. Спрашивается, зачем тогда выпускаются фотоаппараты с матрицей в 16 или 14 мегапикселей?
С одной стороны – это маркетинговый ход. Простой покупатель уверен, что знает, что такое пиксель и убежден, что чем больше пикселей в фотоаппарате, тем лучше картинка. Размер матрицы у фотоаппарата с 2 мегапикселями и с 14 отличается не очень сильно. Спрашивается, как на площади стандартного размера разместить в семь раз больше пикселей? Только за счет уменьшения их размеров.
Пикселей больше, но по своим размерам они значительно меньше стандартных. А значит светоотдача такого пикселя хуже, чем у стандартного. Поэтому сложные кадры со слабым или ночным освещением будут обрабатываться гораздо хуже, чем в матрицах с меньшим количеством пикселей. Поэтому присматривая новую фотокамеру, нелишним будет обратить внимание не только на количество пикселей, но и на размер матрицы.
Что такое пиксели на фотографии
С другой стороны, большее количество пикселей позволяет качественней обрабатывать фотографии. Структурность и четкость самого снимка напрямую зависит от того, сколько мельчайших частиц принимало участие в его создании. Профессиональные фотографы рекомендуют для повседневных снимков «золотую середину» – камеру с 6-8 мегапикселями и хорошую матрицу нужных размеров.
Источник: www.syl.ru
Что определяется количеством пикселей из которых складывается изображение на мониторе
Тест для эрудитов: Как хорошо ты знаешь страны?
Викторина «Александр Македонский»
Викторина по сказке «Дудочка и кувшинчик»
Викторина «Достопримечательности Москвы»
Викторина «Bakuman»
Тест по обществознанию «Знание и сознание»
Как с тревогой и наладить контакт с собой
На практике с профессиональными психологами отработаете техники снижения тревоги и стресса, улучшите личную эффективность. После курса найдете ответы на вопросы о себе, которые давно не дают покоя. Личный психолог-куратор будет сопровождать вас на протяжение всего месяца обучения.
Soft skills для руководителя
Онлайн-курс для тех, кто хочет быть гибким руководителем, легко адаптироваться к изменениям, быстро решать конфликты и выстраивать коммуникацию с командой, давать ценную обратную связь и мотивировать каждого сотрудника на выдающиеся результаты.
Soft skills для женщин-лидеров
Онлайн-курс для женщин, которые хотят построить успешную карьеру, развивать и умело использовать свои лидерские навыки, легко и без конфликтов управлять людьми и процессами, добиваться нужных результатов в профессиональной и личной жизни.
Soft skills для успешной работы
Онлайн-курс для тех, кто хочет получить инструменты для личностного развития, легко адаптироваться к изменениям, быстро решать конфликты и выстраивать коммуникацию с людьми, давать ценную обратную связь и добиваться выдающихся результатов в профессиональной деятельности.
Источник: pibarum.ru