Монитор – устройство, предназначенное для визуального отображения информации.
Составляющими современного монитора являются: экран (дисплей), блок питания, платы управления и корпуса. Информация, отображающаяся на мониторе, поступает с электронного устройства, которое формирует видеосигнал (в ПК это видеокарта).
История
В первых компьютерах для отображения информации использовались светодиодные экраны.
Замечание 1
Первые мониторы для ПК были очень примитивными – текст выводился на экран одним цветом (как правило, зеленым). Позже появились цветные мониторы, размер экрана стал больше, появились жидкокристаллические мониторы.
Сегодня пользователям доступны крупноформатные плазменные дисплеи огромных размеров и $LCD/DLP$-проекторы. Для эффективного использования компьютерных мониторов необходимо разбираться в аппаратном обеспечении, т.к. низкоскоростной видеоадаптер может замедлять работу даже самого мощного компьютера. В то же время правильное сочетание монитора и видеоадаптера позволит полноценно выполнять поставленные задачи и не приведет к ухудшению зрения.
Основные принципы работы электронно-лучевой трубки
Система отображения информации ПК состоит из двух главных составляющих:
- монитор, который может быть жидкокристаллическим экраном, передней панелью электронно-лучевой трубки, широкоформатным телевизором, плазменной панелью и $LCD$ или $DLP$-проектором;
- видеоадаптер (еще называют графическим адаптером или видеокартой) в виде карты расширения, которая вставляется в один из разъемов системной платы. В некоторых ПК он встроен в саму материнскую плату или в ее набор микросхем. В таком случае ПК можно дополнить отдельным более производительным видеоадаптером $AGP$, $PCI$ или $PCI-Express.$
«Видеоадаптер, монитор»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
Классификация мониторов
Существует несколько классификаций мониторов по разным критериям.
По виду выводимой информации мониторы разделяют на:
- алфавитно-цифровые – на экран возможен вывод только текстовой (символьной) информации под управлением видеоадаптера $MDA;$
- графические – на экран выводится текстовая и графическая информация.
Рисунок 1. Алфавитно-цифровой монитор
Классификация мониторов по типу экрана:
- ЭЛТ ($CRT$) – монитор на основе электронно-лучевой трубки;
- ЖК ($LCD$) – жидкокристаллические мониторы;
- плазменный ($PDP$);
- видеопроектор;
- $LED$-монитор;
- $OLED$-монитор;
- виртуальный ретинальный монитор – технология, которая формирует изображение непосредственно на сетчатке глаза;
- лазерный.
Различают также мониторы по размерности отображения (двумерный и трёхмерный), по типу видеоадаптера ($HGC$, $CGA$, $EGA$, $VGA/SVGA$), по типу интерфейсного кабеля.
Основные принципы работы электронно лучевой трубки
Основные параметры мониторов
- формат экрана – стандартный ($4:3$), широкоформатный ($16:9$, $16:10$) или другое соотношение (например, $5:4$);
- размер экрана – определяется по длине диагонали, в основном в дюймах;
- разрешение – количество отображаемых пикселей по горизонтали и вертикали;
- глубина цвета – число бит для кодирования одного пикселя;
- размер пикселя или зерна;
- частота обновления экрана – измеряется в Гц.
Виды мониторов
Для компьютерных мониторов сегодня используется одна из двух основных технологий:
- жидкокристаллический дисплей $LCD$ (Liquid Crystal Display);
- электронно-лучевая трубка $CRT$ (Cathode-Ray Tube).
Жидкокристаллические мониторы характеризуются небольшим весом, размерами и цветопередачей, плоским экраном без бликов и очень низким уровнем энергопотребления ($5$ Вт по сравнению со $100$ Вт, характерными для обычного ЭЛТ-монитора), чем в настоящее время практически вытеснили мониторы на электроннолучевой трубке.
Рисунок 2. Жидкокристаллический монитор
- для отображения информации используется вся поверхность экрана монитора; видимая область $15$-дюймового ЖК монитора аналогична видимой области $17$-дюймового ЭЛТ-монитора;
- высокое качество изображения;
- низкое энергопотребление в сравнении с ЭЛТ-мониторами и, как следствие, выделяют меньшее количество тепла;
- небольшая толщина;
- небольшой вес.
- при изменении экранного разрешения изображение растягивается на весь экран;
- при использовании имеющегося видеоадаптера может ухудшиться качество выводимого на экран текста или изображения, что связано с преобразованием цифрового сигнала компьютера в аналоговый (в видеоадаптере) и обратно в цифровой (в ЖК-мониторе);
- плохое качество отображения очень светлых и темных участков изображения;
- большое время отклика (медленно реагируют на изменение изображения, что приводит к смазыванию изображения).
В большинстве электронно-лучевых мониторов частота регенерации (частота вертикальной развертки) приблизительно равна $85$ Гц, т.е. изображение на экране обновляется $85$ раз в секунду. Снижение частоты вертикальной развертки приводит к мерцанию изображения, что очень утомляет глаза. Следовательно, чем выше частота регенерации, тем комфортнее себя чувствует пользователь. В некоторых ЭЛТ-мониторах частота регенерации без мерцания ($72$ Гц и выше) возможна только при разрешениях 600×480 и 800×600, что может быть очень неудобно для пользователя.
Рисунок 3. Электронно-лучевой монитор
Замечание 2
Важно, чтобы частота вертикальной развертки ЭЛТ-монитора соответствовала частоте видеоадаптера. Если названные частоты не соответствуют, то изображение на экране вообще не появится, а сам монитор может выйти из строя. Чаще видеоадаптеры обеспечивают гораздо большую частоту вертикальной развертки, чем поддерживается большинством ЭЛТ-мониторов. Современные ЭЛТ-мониторы являются многочастотными, т.е. поддерживают разные частоты в некотором диапазоне.
Экраны ЭЛТ-мониторов бывают двух типов: выпуклые и плоские. Выпуклые мониторы искажали изображение и приводили к появлению бликов из-за выпуклости. Для решения этой проблемы иногда использовалось специальное антибликовое покрытие. Плоские мониторы отбрасывают гораздо меньше бликов и обеспечивают высококачественное насыщенное изображение с минимальными искажениями.
Источник: spravochnick.ru
Монитор
«Самой важной частью ПК» можно назвать многие детали компьютера. И монитор в этом ряду — один из первых. Все-таки именно с его экраном мы контактируем постоянно в процессе работы на компьютере. И отсюда — именно к монитору предъявляются едва ли не самые строгие требования в области эргономики и безопасности для человека.
Во-первых, монитор должен быть максимально безопасным для здоровья человека по уровню всевозможных излучений, а также по ряду других показателей.
Во-вторых, монитор должен обеспечивать возможность не просто безопасной, но и комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение.
Мониторы на электронно-лучевой трубке
Параметры монитора определяются характеристиками электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и качеством элементов, управляющих видеотрактом. Причем основная доля ответственности здесь лежит на ЭЛТ. Нередко на основе одной трубки производители выпускают мониторы для разных ценовых категорий, лишь меняя их электронную начинку.
В свою очередь, параметры ЭЛТ во многом зависят от избранной технологии производства. Причем сложность современных технологий производства ЭЛТ такова, что освоить их, а затем и продолжить исследования могут, только крупные производители. Именно поэтому изготовителей собственно ЭЛТ во всем мире можно пересчитать по пальцам. Остальные фирмы, выпускающие мониторы, устанавливают на свои изделия уже готовые трубки.
Принципиально конструкция ЭЛТ для монитора совпадает с телевизионным кинескопом. В горловине стеклянной колбы, дно которой покрыто слоем люминофора, установлена электронная пушка, испускающая поток электронов. Такой поток отклоняется в нужном направлении электромагнитным полем отклоняющей системы и затем, проходя через теневую маску, установленную перед дном колбы, попадает на люминофор, вызывая его свечение.
В цветных мониторах для формирования изображения применяют отдельные пушки для каждого из основных цветов (красный, зеленый, синий), а слой люминофора составляют из близко расположенных группами по три (так же в сочетании красный, зеленый, синий) точек цветного люминофора.
Для точного попадания в заданную точку люминофора слишком широкий электронный луч необходимо сузить до заданных пределов. Это осуществляется установкой перед люминофорным покрытием теневой маски, имеющей отверстия с размерами, близкими к поперечному размеру единичной точки люминофора. В зависимости от типа маски и характера отверстий различают три основных технологии:
Трехточечная (дельтовидная) теневая маска
Традиционно количественным выражением качества изготовления маски и люминофора служит размер так называемого «зерна». Для трехточечной теневой маски принято измерять расстояние между двумя соседними точками люминофора по диагонали. Для апертурной и щелевой масок расстояние меряют по горизонтали. Нормальным сегодня считается шаг 0,28 мм, качественные мониторы имеют шаг 0,25 мм, профессиональные — 0,22 мм. Величина шага заметно сказывается на контрастности и четкости изображения.
Максимальная частота вертикальной развертки монитора может отличаться от максимальной частоты развертки видеокарты обычно в меньшую сторону. То есть, если видеокарта предоставляет возможность работать, скажем, с разрешением 1200х1024 с частотой развертки 100 Гц, то не обязательно, что монитор сможет работать в таком видеорежиме. Нормальной рабочей частотой, не утомляющей глаза, считается частота 85 Гц. Монитор просто обязан обеспечивать эту частоту кадровой развертки в следующих режимах:
Для 15-дюймового монитора — 800х600 и 1024х768
Для 17-дюймового монитора — 800х600, 1024х768 и 1200х1024
Источник: studwood.net
Иллюстрированный самоучитель по Web-графике
Мониторы на основе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ, кинескопов) в настоящее время наиболее распространены. В них происходит преобразование энергии луча электронов в энергию видимого света. Собственно свет излучают кусочки люминофора на фронтальной поверхности ЭЛТ, если на них падает электронный луч.
Люминофор может светиться с различной яркостью в зависимости от энергии падающих на него электронов. В цветных мониторах используются люминофоры трех цветов – красного, зеленого и синего. Варьируя яркость каждого из трех люминофоров, можно создавать различные цвета.
Источником электронов в мониторе является так называемая электронная пушка. В ней имеется электрод, называемый катодом. В схеме электронно-лучевой трубки катод имеет отрицательный заряд. Катод разогревают, чтобы он излучил электроны (отрицательно заряженные частицы). В результате образуется облако из электронов.
Электроны, имеющие одинаковые заряды, отталкиваются друг от друга, но их энергия недостаточно велика, чтобы электронное облако могло распространиться далеко. Это облако является исходным аморфным материалом, из которого надо создать узкий луч.
Иначе говоря, электроны нужно разогнать, сфокусировав в узкий пучок, и доставить на другой конец трубки, покрытый слоем люминофоров – особого вещества, способного излучать видимый свет. В месте падения электронного луча на слой люминофоров возникает световое пятно в результате взаимодействия электронов с люминофором. Если с помощью специальной отклоняющей системы изменять направление луча по вертикали и горизонтали, то на экране будет оставаться след его перемещения. Это происходит от того, что люминофоры инерционны: они не сразу гаснут при прекращении бомбардировки электронами, так что пока они светятся, можно успеть добавить новую информацию или подготовиться к воспроизведению следующей.
Электронный луч сканирует фронтальную поверхность ЭЛТ, покрытую люминофорами, смещаясь по горизонтали слева направо и создавая тем самым строку изображения. Затем быстро возвращается в левый край, но чуть ниже, чтобы приступить к прорисовке следующей строки.
Спустившись до нижней кромки экрана, электронный луч быстро возвращается в левый верхний угол, чтобы начать прорисовку нового кадра изображения. В исправных мониторах обратный ход луча незаметен. Описанный процесс называется созданием растра изображения путем его горизонтальной (строчной) и вертикальной (кадровой) развертки. Он характеризуется частотами соответственно горизонтальной и вертикальной разверток.
Рис. 111. Монитор на основе ЭЛТ
Рис. 112. Схема ЭЛТ
Горизонтальная и вертикальная развертки характеризуются частотами, которые еще называют частотами строчной и кадровой синхронизации. Чем больше их значения, тем выше качество изображения. Частота горизонтальной развертки принимает значения несколько десятков кГц и показывает, сколько тысяч раз в секунду пробегает луч слева направо.
Частота вертикальной развертки принимает значения в диапазоне от 50 до 200 Гц и показывает, сколько раз в секунду луч обегает весь экран. Например, для 15-17-дюймовых мониторов с разрешением 800×600 или 1024×768 оптимальное значение частоты вертикальной развертки – 85 Гц. При меньшем значении возможно заметное мерцание изображения.
Чтобы проверить это, посмотрите на изображение в затемненном помещении с расстояния 3-5 метров. Едва уловимое или даже практически незаметное мерцание изображения все же улавливается нашим зрением (но не фиксируется сознанием) и вызывает усталость глазных мышц. В конце концов это приводит к ослаблению зрения.
Чтобы при различных углах отклонения луча электроны пробегали одинаковые расстояния от пушки до люминофорного покрытия, поверхность экрана сначала делали выпуклой, в виде сферического сегмента. В противном случае были бы искажения изображения, или потребовалась бы сложная система управления лучом. Затем с помощью специальных технических решений добились, чтобы экран представлял собой поверхность цилиндра и даже стал полностью плоским.
В монохромных мониторах используется одна электронная пушка, а в цветных, как правило, три. Каждая пушка соответствует одному из базовых цветов. Сначала пушки располагали как бы в вершинах треугольника (дельтавидное расположение), а затем появились ЭЛТ с планарным расположением пушек (т. е. в одной плоскости).
Лучи электронных пушек требуется направить на люминофоры соответствующих цветов. Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофоров, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Решение этой задачи называется сведением лучей. Чтобы добиться его, используется специальная маска, называемая теневой.
Простая теневая маска (shadow mask), применяемая, как правило, при дельтавидном расположении пушек, представляет собой металлический экран с отверстиями, через которые должны проходить электронные лучи. Таким образом, теневая маска как бы форматирует люминофорный слой на триады разноцветных точек, называемых также экранными пикселами.
Рис. 113. Теневая маска
Источник: samoychiteli.ru