Графическая информация представляется в виде различных изображений — рисунков, фотографий, деловых графических иллюстраций (чертежей, графиков, диаграмм). Перечисленные виды изображений являются статическими.
Существуют также динамические изображения (перемещаемые трехмерные модели, анимация, видеофрагменты), которые в настоящее время широко используются в проектной практике, а также для презентации готовых построек. Для каждого из упомянутых видов изображений можно использовать компьютерные методы представления, позволяющие в дальнейшем производить их обработку. Однако для этого изображение должно быть цифровым, т.е. созданным с использованием компьютерной программы. Когда же оригинал представляет собой полиграфическое или фотографическое изображение, оно должно быть преобразовано в электронную форму для того, чтобы компьютер мог его воспринимать (интерпретировать). А пользователь в этом случае может просматривать и редактировать изображение на экране компьютера с помощью специальных программ просмотра и графических редакторов.
Формирование изображения на экране монитора
Получить цифровое изображение для компьютера можно, например, при помощи цифрового фотоаппарата. При съемке реальное изображение мгновенно превращается в цифровую форму (с помощью специальной электронной матрицы) и записывается на карту памяти фотокамеры. Далее необходимо просто передать сформированный графический файл на компьютер с помощью соединительного кабеля.
А с помощью сканера можно преобразовать в цифровую форму готовую фотографию или полиграфическое изображение (из книги, журнала). Для этого сканер подключается к компьютеру, на котором устанавливается специальная программа-драйвер, преобразующая сигнал сканера в компьютерное изображение. Этот процесс называется оцифровкой. Работа цифровой фотокамеры также состоит в оцифровке изображения.
Существуют два основных типа компьютерных изображений: растровые и векторные. Растровое изображение представляет собой сетку (или растр), ячейки которой называются пикселями. Слово «пиксель» происходит от английского словосочетания Picture Element (элемент изображения). Чтобы уяснить смысл растрового представления графической информации, изображение можно представить себе как мозаику из очень мелких элементов — пикселей или в виде листа клетчатой бумаги, на котором каждая клеточка (пиксель) закрашена определенным цветом, в результате чего и формируется картинка (рис. 5.1).
На экране компьютера каждый пиксель картинки отображается в определенном месте, т.е. имеет координаты по горизонтали и вертикали. Размер пикселя чрезвычайно мал, поэтому изображение на экране компьютера обычно состоит из многих тысяч пикселей, что позволяет получать высококачественные реалистические изображения, не уступающие обычным фотографиям.
Следует помнить, что на практике термином «пиксель» часто обозначают несколько различных понятий: отдельный элемент растрово-
Как включить дискретную видеокарту на ноутбуке (How to enable discrete graphics card in laptop)
Рис. 5.1. Растровое представление рисунка стрелки
го изображения, отдельная точка на экране монитора, отдельная точка на изображении, напечатанном принтером. Чтобы разделить эти понятия, используют термин «видеопиксель» для наименьшего отображаемого элемента изображения на экране монитора и термин «точка» для аналогичного элемента напечатанного изображения. Для показа на экране одного пикселя исходного изображения могут быть использованы один или несколько видеопикселей (или экранных точек).
Линейные размеры растрового изображения определяются количеством пикселей, расположенных вдоль горизонтальной и вертикальной оси, и размером одного пикселя. При фиксированном размере пикселя линейные размеры изображения тем больше, чем больше пикселей. Количество пикселей, приходящихся на 1 дюйм (2,54 см) изображения, носит название «разрешение» и обозначается ppi (pixel per inch).
Часто размеры изображения задаются в пикселях, например 300 х 200 пикселей. При этом, чтобы определить линейные размеры (в дюймах), следует размер в пикселях поделить на величину графического разрешения (ppi). Например, размеры фотографии 600 х 400 пикселей при графическом разрешении 100 ppi будут составлять 600 : 100 = 6 дюймов (= 15 см) по горизонтали и 400 : 100 = 4 дюйма (= 10 см) по вертикали.
Следует особо отметить, что размер изображения на экране компьютера зависит также от разрешающей способности монитора (числа видеопикселей в 1 дюйме). Поскольку при заданных размерах экрана количество видеопикселей, воспроизводимых по горизонтальной и вертикальной осям, фиксировано, именно эти числа (записанные в виде произведения) характеризуют экранное разрешение. Это значение задается настройками операционной системы компьютера и может быть выбрано из фиксированного ряда, определяемого конкретной моделью и размером используемого монитора. Например, современные мониторы размером 17 дюймов по диагонали позволяют использовать следующий ряд экранных разрешений: 800 х 600, 1024 х 768, 1088 х 612, 1280 х 768.
Если количество пикселей исходного изображения больше числа видеопикселей монитора по соответствующей оси, то на экране будет воспроизведена лишь часть исходного изображения. Обычно при этом графический редактор выводит по краям рабочего окна полосы прокрутки, позволяющие просматривать картинку частями. Например, изображение с разрешением 144 ppi при выводе на экран монитора с разрешающей способностью 72 ppi будет вдвое превышать реальный размер, поскольку в каждом дюйме экрана могут быть отображены только 72 из 144 пикселей.
Поскольку каждый пиксель несет информацию о пространственном расположении и цвете конкретной точки изображения, общее количество пикселей в растровом изображении влияет на размер файла, в котором оно сохраняется. В этом состоит главный недостаток растровой графики.
Чтобы получить высококачественные фотореалистические компьютерные изображения, требуется использовать файлы больших размеров. Простые растровые картинки с малым количеством цветов (например, черпо-белые) занимают от десятков до нескольких сотен килобайт. Многоцветные высококачественные изображения, полученные, например, с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, «весят» уже десятки мегабайт. Для разрешения проблемы обработки «тяжелых» (в смысле затрат памяти) изображений используются два основных способа: увеличение памяти компьютера и сжатие изображений. Первый путь приводит к дополнительным материальным затратам, а второй — к потере в качестве изображения вследствие утраты части графической информации.
Другой недостаток растровой графики состоит в ухудшении качества изображения при его увеличении, поскольку при этом увеличивается размер одного пикселя и изображение становится огрубленным и нечетким. В связи с этим обстоятельством точечный рисунок выглядит лучше всего, если отображается или выводится на печать в своих исходных размерах.
Описанных недостатков лишена векторная графика. Векторные изображения составляются из математически заданных и рассчитанных компьютером линий (отрезков, дуг, окружностей, прямоугольников и т.д.), часто называемых примитивами (рис. 5.2а). Эти примитивы и их комбинации используются для создания более сложных изображений (рис. 5.26).
Рис. 5.2. Примеры векторных примитивов (а) и векторного рисунка (б)
Для того чтобы представить изображение на экране монитора, компьютер производит математические вычисления пространственных координат упомянутых примитивов и осуществляет их построение. Такое представление графической информации подходит для создания чертежей, диаграмм, графиков, логотипов и других графических изображений, имеющих ясные очертания и состоящих из понятных геометрических фигур. В этом случае затраты памяти на сохранение подобных графических файлов относительно невелики и практически не зависят от размеров изображения. Увеличение или уменьшение размеров векторной картинки осуществляется изменением величины масштаба изображения, т.е. изменением числового параметра, который используется при вычислениях координат и, следовательно, не влияет на размер графического файла.
В отличие от растровых графических файлов векторный файл содержит информацию не о каждом пикселе, а о каждом примитиве, составляющем конкретное изображение, и его параметрах. Например, для окружности задаются радиус, координаты центра, цвет и толщина линии, наличие или отсутствие внутренней заливки. Отсюда вытекает основное достоинство векторной графики — описание объекта является простым и занимает мало памяти. Для описания той же окружности средствами растровой графики потребовалось бы запомнить каждую отдельную точку изображения, что заняло бы гораздо больше памяти.
Недостатком векторных изображений является некоторая ограниченность их применения, поскольку не всякое изображение можно без ущерба для изобразительного качества разбить на конечное множество составляющих его примитивов. Векторная графика применяется для автоматизированного черчения и проектирования, создания цифровых карт и планов местности. Важным аспектом использования возможностей векторной графики является также создание изображений трехмерных моделей, поскольку в основе трехмерной графики лежат математические расчеты аксонометрических и перспективных проекций объекта. А вот изображения фотографического качества лучше все же создавать и обрабатывать в растровой форме.
Векторные и растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга. Векторную картинку несложно превратить в растровую. Собственно, превращения касаются лишь формата файла, т.е. способа компьютерного описания изображения. В этом случае говорят о конвертации графических файлов в другие форматы.
Существуют также компьютерные программы, позволяющие переводить изображения из растрового формата в векторный. Эта операция называется векторизацией, а соответствующие программы — векторизаторами. Кроме того, большинство современных компьютерных графических редакторов позволяют создавать изображения, используя одновременно и растровое, и векторное представление. Так, векторные рисунки (например, чертеж проектируемого объекта) могут включать в себя и растровые изображения (например, фотографии окружающей застройки). Такой способ представления получил название гибридной, или растрово-векторной, графики.
Источник: bstudy.net
Пространственная дискретизация. Обработка графической информации
В те времена, когда еще компьютеры обладали не настолько мощными возможностями, как сейчас, ни о каком преобразовании изображений на бумаге или на пленке не могло быть и речи. Сейчас же принято считать, что таким объектам соответствует аналоговая форма. С появлением новых технологий стало возможным производить оцифровку (например, при помощи сканеров).
Благодаря этому появилась так называемая дискретная форма изображений. Но каким же образом производится перевод графики из одной формы в другую? Кратко о сути таких методов далее и будет рассказано максимально подробно и просто, чтобы каждый пользователь понял, о чем идет речь.
Что такое пространственная дискретизация в информатике?
Для начала рассмотрим общее понятие, объяснив его самым простым языком. Из одной формы в другую графическое изображение преобразуется путем пространственной дискретизации. Чтобы понять, что это такое, рассмотрим простой пример.
Если взять какую-нибудь картину, написанную акварельными красками, нетрудно заметить, что все переходы являются плавными (непрерывными). А вот на отсканированном изображении, которое было напечатано на струйном принтере, таких переходов нет, поскольку оно состоит из множества мелких точек, называемых пикселями. Получается, что пиксель – это своего рода строительный кирпичик, который обладает определенными свойствами (например, имеет свой цвет или оттенок). Из таких кирпичиков и складывается полное изображение.
В чем состоит суть метода пространственной дискретизации?
Если говорить о сути самого метода преобразования графики при помощи таких технологий, можно привести еще один пример, который поможет понять, как это все работает.
Оцифрованные изображения, что при сканировании, что при выводе на экран компьютерного монитора, что при печати, можно сравнить еще и неким подобием мозаики. Только здесь в качестве одного кусочка мозаики выступает пиксель. Это есть одна из основных характеристик всех современных устройств.
Как уже можно было догадаться, чем больше таких точек, и чем меньше размер каждой из них, тем более плавными будут переходы. В конечном счете именно их количество для каждого конкретного устройства определяет его разрешающую способность. В информатике для такой характеристики принято рассчитывать количество пикселей (точек) на дюйм (dpi – dot per inch), причем и вертикальном, и в горизонтальном направлении.
Таким образом, создается двумерная пространственная сетка, чем-то напоминающая обычную систему координат. Для каждой точки в такой системе можно задавать собственные параметры, которые будут отличаться от соседних точек.
Факторы, влияющие на качество кодирования
Но не только вышеописанные примеры в полной мере отражают то, как работает пространственная дискретизация. Кодирование графической информации учитывает еще несколько важных параметров, от которых зависит качество оцифрованного изображения. Они применяются не только к самим изображениям, но и к воспроизводящим графику устройствам.
В первую очередь, сюда относят следующие характеристики:
- частота дискретизации;
- разрешающая способность;
- глубина цвета.
Частота дискретизации
Под частотой дискретизации понимается размер фрагментов, из которых состоит изображение. Этот параметр в равной степени можно встретить в характеристиках оцифрованных изображений, сканеров, принтеров, мониторов и графических карт.
Правда, тут есть одна загвоздка. Дело в том, что при повышении общего числа точек можно получить более высокую частоту. Но ведь при этом соответственно в большую сторону меняется и размер файла сохраняемого исходного объекта. Чтобы избежать этого, в настоящее время применяется искусственное поддержание размера на одном постоянном уровне.
Понятие разрешающей способности
Об этом параметре уже было упомянуто. Однако если посмотреть на устройства вывода изображений, тут картина несколько другая.
В качестве примера параметров, которые использует пространственная дискретизация, рассмотрим сканеры. Так, например, в характеристиках устройства указано разрешение 1200 х 1400 точек на дюйм. Сканирование производится путем перемещения полосы светочувствительных элементов вдоль сканируемого изображения. Но вот первое число обозначает оптическое разрешение самого устройства (количество сканирующих элементов в одном дюйме полосы), а второе относится к аппаратному разрешению и определяет количество «микроперемещений» полосы со сканирующими элементами по изображению при прохождении одного дюйма картинки.
Глубина цвета
Перед нами еще один важный параметр, без учета которого понять в полной мере, что такое пространственная дискретизация. Глубина цвета (или глубина кодирования) обычно выражается в битах (то же самое, кстати, можно отнести и к глубине звука) и определяет количество цветов, которые были задействованы при построении изображения, но в конечном итоге относится к палитрам (наборам цветов).
Например, если рассмотреть черно-белую палитру, в которой содержится всего два цвета (без учета градаций оттенков серого), количество информации при кодировании каждой точки можно вычислить по приведенной формуле, учитывая, что N – общее количество цветов (в нашем случае N=2), а I – количество состояний, которые может принимать каждая точка (в нашем случае I=1, поскольку вариантов может только два: или черный, или белый цвет). Таким образом, N I =2 1 =1 бит.
Квантование
Пространственная дискретизация также может учитывать и параметр, называемый квантованием. Что это такое? В чем-то это напоминает методику интерполирования.
Суть процесса состоит в том, что величина отсчета сигнала заменяется ближайшим соседним значением из фиксированного набора, который представляет собой список уровней квантования.
Чтобы лучше разобраться, как преобразовывается графическая информация, посмотрите на изображение выше. На нем представлена графика в исходной (аналоговой форме), изображение с применение квантования и побочные искажения, называемые шумами. На втором фото сверху можно увидеть своеобразные переходы. Они носят название шкалы квантования. Если все переходы одинаковы, шкала называется равномерной.
Цифровое кодирование
При преобразовании графической информации следует учесть, что, в отличие от аналогового сигнала, квантовый сигнал может принимать только совершенно определенное фиксированное количество значений. Это позволяет преобразовать их в набор символов и знаков, последовательность которых называют кодом. Финальная последовательность называется кодовым словом.
Каждое кодовое слово соответствует одному интервалу квантования, а для кодирования используется двоичный код. При этом иногда следует еще учитывать и скорость передачи данных, которая представляет собой произведение частоты дискретизации на длину кодового слова и выражается в битах в секунду (bps). Грубо говоря, это не что иное, как максимально возможное количество передаваемых двоичных символов в единицу времени.
Пример расчета видеопамяти для отображения на мониторе растрового изображения
Наконец, еще один важный аспект, связанный с тем, что представляет собой пространственная дискретизация. Растровые изображения на экране монитора воспроизводятся по определенным правилам и требуют затрат памяти.
Например, на мониторе установлен графический режим с разрешением 800 х 600 точек на дюйм и глубиной цвета 24 бит. Общее количество точек будет равно 800 х 600 х 24 бит = 11 520 000 бит, что соответствует или 1 440 000 байт, или 1406,25 Кб, или 1,37 Мб.
Способы сжатия видеоинформации
Технология пространственной дискретизации, как уже понятно, применима не только к графике, но и к видеоизображениям, которые в некотором смысле тоже можно отнести к графической (визуальной) информации. Правда, оцифровка такого материала до некоторых пор производилась с ограниченными возможностями, поскольку конечные файлы оказывались такими огромными, что держать их на компьютерном жестком диске было нецелесообразно (вспомните хотя бы исходный формат AVI, в свое время разработанный специалистами компании Microsoft).
С появлением алгоритмов M-JPEG, MPEG-4 и H.64 стало возможно уменьшать конечные файлы с коэффициентом уменьшения размера в 10-400 раз. Многие могут возразить по поводу того, что сжатое видеоизображение будет иметь более низкое качество по сравнению с оригиналом. В некотором смысле так оно и есть. Однако в таких технологиях уменьшение размера можно производить и с потерей качества, и без потерь.
Различают два основных метода, по которым производится сжатие: внутрикадровое и межкадровое. Оба таких варианта основаны на исключении из изображения повторяющихся элементов, однако не затрагивают, например, изменения яркости, цвета и т.д. Что в первом, что во втором случае, разница между сценами в одном кадре или между двумя соседними является незначительной, поэтому разница на глаз особо не заметна. Зато при удалении из файла вышеуказанных элементов, разница в размере между исходным и конечным изображением весьма существенная.
Одним из самых интересных, хотя и довольно сложных методов, которые использует пространственная дискретизация для сжатия изображений, является технология, получившая название дискретного косинусного преобразования, предложенная В. Ченом в 1981 году. Основана она на матрице, в которой, в отличие от исходной, описывающей только величины отсчетов, представлены значения скорости их изменения.
Таким образом, ее можно рассматривать, как некую сетку изменения скоростей в вертикальном и горизонтальном направлениях. Размер каждого блока определяется технологией JPEG и имеет размер 8 х 8 пикселей. А вот сжатие применяется к каждому отдельно взятому блоку, а не к целому изображению. Таким образом, разница между исходным и конечным материалом становится еще менее заметной. Иногда в компьютерной терминологии такую методику называют еще субдискретизацией.
Далее для яркости и цветности может применяться описанное выше квантование, при котором каждая величина косинусного преобразования делится на коэффициент квантования, который можно найти в специальных таблицах, полученных на основе так называемых психофизических тестов.
Сами же таблицы соответствуют строго определенным классам блоков, сгруппированных по активности (равномерное изображение, неструктурированное изображение, горизонтальный или вертикальный перепад и т.д.). Иными словами, для каждого блока устанавливаются свои собственные значения, которые неприменимы к соседним или тем, что отличаются классом.
Наконец, после квантования на основе кода Хаффмана производится удаление избыточных коэффициентов (сокращение избыточности), что позволяет получить для последующего кодирования кодовое слово с длиной менее одного бита для каждого коэффициента (VLC). Далее формируется линейная последовательность, для которой применяется метод зигзагообразного считывания, что группирует значения в конечной матрице в виде значащих величин и последовательностей нулей. А вот как раз их и можно убрать. Остальные комбинации сжимаются стандартным способом.
А вообще, специалисты особо не рекомендуют производить кодирование графической информации с использованием технологий JPEG, поскольку они имеют ряд недостатков. Во-первых, многократное пересохранение файлов неизменно приводит к ухудшению качества. Во-вторых, из-за того, что объекты, закодированные при помощи JPEG, не могут содержать прозрачных областей, применять такие методы к графическим изображениям или сканируемым образцам художественной графики можно только в том случае, если они по вертикали и горизонтали не превышают размер в 200 пикселей. В противном случае ухудшение качества конечного изображения будет выражено очень ярко.
Правда, алгоритмы JPEG стали основой для технологий сжатия MPEG, а также для множества стандартов конференц-связи вроде H.26X и H32X.
Вместо послесловия
Вот кратко и все, что касается понимания вопросов, связанных преобразованием аналоговой формы графики и видео в дискретную (по аналогии такие методики используются и для звука). Описанные технологии достаточно сложны для понимания рядовым пользователем, однако некоторые важные составляющие основных методик понять все-таки можно.
Здесь не рассматривались вопросы настройки мониторов для получения максимально качественной картинки. Однако по интересующему нас вопросу можно отметить, что устанавливать максимально возможное разрешение стоит не всегда, поскольку завышенные параметры могут привести к неработоспособности устройства. То же самое касается и частоты обновления экрана. Лучше использовать рекомендованные производителем значения или те, которые операционная система после установки соответствующих драйверов и управляющего программного обеспечения предлагает использовать по умолчанию.
Что же касается самостоятельного сканирования или перекодирования информации из одного формата в другой, следует использовать специальные программы и конвертеры, однако для того, чтобы избежать понижения качества, максимально возможным сжатием с целью уменьшения размеров конечных файлов, лучше не увлекаться. Такие методы применимы только для тех случаев, когда информацию нужно сохранить на носителях с ограниченным объемом (например, CD/DVD-диски). Но в случае наличия достаточного места на винчестере, или когда требуется создать презентацию для трансляции на большом экране, или распечатать фотографии на современном оборудовании (фотопринтеры не в счет), качеством лучше не пренебрегать.
Источник: www.syl.ru
Устройства вывода графических изображений, их основные характеристики. Мониторы, классификация, принцип действия, основные характеристики. Видеоадаптер.
Одной из наиболее важных составных частей персонального компьютера является его видеоподсистема, состоящая из монитора и видеоадаптера (обычно размещаемого на системной плате). Монитор предназначен для отображения на экране текстовой и графической информации, визуально воспринимаемой пользователем персонального компьютера. В настоящее время существует большое разнообразие типов мониторов. Их можно охарактеризовать следующими основными признаками:
По режиму отображения мониторы делятся на:
В векторных дисплеях с регенерацией изображения на базе электронно–лучевой трубки (ЭЛТ) используется люминофор с очень коротким временем послесвечения. Такие дисплеи часто называют дисплеями с произвольным сканированием. Из–за того, что время послесвечения люминофора мало, изображение на ЭЛТ за секунду должно многократно перерисоваться или регенерироваться. Минимальная скорость регенерации должна составлять, по крайней мере, 30 (1/с), а предпочтительнее 40–50 (1/с). Скорость регенерации меньшая 30 приводит к мерцанию изображения.
Кроме ЭЛТ, для векторного дисплея необходим дисплейный буфер и дисплейный контроллер. Дисплейный буфер – непрерывный участок памяти, содержащий всю информацию, необходимую для вывода изображения на ЭЛТ. Функция дисплейного контроллера заключается в том, чтобы циклически обрабатывать эту информацию со скоростью регенерации. Сложность рисунка ограничивается двумя факторами – размером дисплейного буфера и скоростью контроллера.
Растровое устройство можно рассматривать как матрицу дискретных ячеек (точек), каждая из которых может быть подсвечена. Таким образом, оно является точечно–рисующим устройством. Невозможно, за исключением специальных случаев, непосредственно нарисовать отрезок прямой из одной адресуемой точки или пиксела в матрице в другую адресуемую точку. Отрезок можно только аппроксимировать последовательностями точек (пикселов), близко лежащих к реальной траектории отрезка.
Отрезок прямой из точек получится только в случае горизонтальных, вертикальных или расположенных под углом 45 градусов отрезков. Все другие отрезки будут выглядеть как последовательности ступенек. Это явление называется лестничным эффектом или «зазубренностью».
Чаще всего для графических устройств с растровой ЭЛТ используется буфер кадра. Буфер кадра представляет собой большой непрерывный участок памяти компьютера. Для каждой точки или пиксела в растре отводится как минимум один бит памяти. Эта память называется битовой плоскостью.
Для квадратного растра размером 512 х 512 требуется 2 18 , или 262144 бита памяти в одной битовой плоскости. Из–за того, что бит памяти имеет только два состояния (двоичное 0 или 1), имея одну битовую плоскость, можно получить лишь черно–белое изображение. Битовая плоскость является цифровым устройством, тогда как растровая ЭЛТ – аналоговое устройство. Поэтому при считывании информации из буфера кадра и ее выводе на графическое устройство с растровой ЭЛТ должно происходить преобразование из цифрового представления в аналоговый сигнал. Такое преобразование выполняет цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП).
По типу экрана мониторы делятся на:
− Дисплеи на основе ЭЛТ;
Дисплеи на основе электронно-лучевой трубки
Чтобы понять принципы работу растровых дисплеев и векторных дисплеев с регенерацией, нужно иметь представление о конструкции ЭЛТи методах создания видеоизображения.
На рисунке схематично показана ЭЛТ, используемая в видеомониторах.
Катод (отрицательно заряженный) нагревают до тех пор, пока возбужденные электроны не создадут расширяющегося облака (электроны отталкиваются друг от друга, так как имеют одинаковый заряд). Эти электроны притягиваются к сильно заряженному положительному аноду. На внутреннюю сторону расширенного конца ЭЛТ нанесен люминофор.
Облако электронов с помощью линз фокусируется с узкий, строго параллельный пучок, и луч дает яркое пятно в центре ЭЛТ. Луч отклоняется или позиционируется влево или вправо от центра и (или) выше или ниже центра с помощью усилителей горизонтального и вертикального отклонения. Именно в данный момент проявляется отличие векторных и растровых дисплеев.
В векторном дисплее электронный луч может быть отклонен непосредственно из любой произвольной позиции в любую другую произвольную позицию на экране ЭЛТ (аноде). Поскольку люминофорное покрытие нанесено на экран ЭЛТ сплошным слоем, в результате получается почти идеальная прямая. В отличие от этого в растровом дисплее луч может отклоняться только в строго определенные позиции на экране, образующие своеобразную мозаику. Эта мозаика составляет видеоизображение. Люминофорное покрытие на экране растровой ЭЛТ тоже не непрерывно, а представляет собой множество тесно расположенных мельчайших точек, куда может позиционироваться луч, образуя мозаику.
Экран жидкокристаллического дисплея (ЖКД) состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые изменяют свои оптические свойства в зависимости от прилагаемого электрического заряда. Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому ЖКД нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.
Основным достоинством ЖКД являются их габариты (экран плоский). К недостаткам можно отнести недостаточное быстродействие при изменении изображения на экране, что особенно заметно при перемещении курсора мыши, а также зависимость резкости и яркости изображения от угла зрения.
Жидкокристаллические дисплеи
ЖК – дисплеи обладают неоспоримыми преимуществами перед конкурирующими устройствами отображения:
1. Размеры. ЖК–дисплеи отличаются малой глубиной и небольшой массой и поэтому их более удобно перемещать и устанавливать, чем ЭЛТ–мониторы, у которых размер в глубину приблизительно равен ширине.
2. Энергопотребление. ЖК–дисплей потребляет меньшую мощность, чем ЭЛТ–монитор с сопоставимыми характеристиками.
3. Удобство для пользователя. В ЭЛТ электронные лучи при развертке движутся по экрану, обновляя изображение. Хотя в большинстве случаев можно установить такую частоту регенерации (число обновлений экрана электронными лучами в секунду), что изображение выглядит стабильным, некоторые пользователи все же воспринимают мерцание, способное вызвать быстрое утомление глаз и головную боль. На экране ЖК–дисплея каждый пиксел либо включен, либо выключен, так что мерцание отсутствует. Кроме того, для ЭЛТ–мониторов характерно в небольших количествах электромагнитное излучение; в ЖК–мониторах такого излучения нет.
Недостаток – высокая цена
Еще одно достижение, благодаря которому может произойти снижение цен в скором времени, – усовершенствование технологии панелей на супертвистированных нематических кристаллах (dual supertwist nematic, DSTN). DSTN–дисплеи всегда были дешевле, чем ЖК–устройства на тонкопленочных транзисторах, но несколько уступали им по качеству: DSTN–дисплеи не обеспечивают такой контрастности и четкости, как матрицы TFT, а их медленная реакция приводит к мерцанию и появлению паразитных (повторных) изображений на экране, особенно при отображении движущихся объектов. Однако фирма Sharp, крупнейший поставщик DSTN–панелей, недавно провела презентацию панели, в которой используется разработанная ею технология HCA (высококонтрастная адресация).
HCA–панели обеспечивают такую же контрастность изображения, как TFT–матрицы, и почти не уступают им по скорости реакции при воспроизведении видео. Фирма Arithmos разработала процессор визуализации для DSTN–панелей, который позволяет еще более улучшить качество изображения. Таким образом, для пользователей, ограниченных в средствах, DSTN–дисплей может оказаться хорошим компромиссным решением.
В ЖК–дисплеях угол обзора не только мал, но и асимметричен: обычно он составляет 45 градусов по горизонтали и +15. –30 по вертикали. Излучающие дисплеи, такие как электролюминесцентные, плазменные и на базе ЭЛТ, как правило, имеют конус обзора от 80 до 90 по обеим осям. Хотя в последнее время на рынке появились модели ЖК–дисплеев с увеличенным углом обзора 50–60 градусов.
Представитель Hitachi Тим Паттон (Tim Patton) считает, что в традиционных ЖК–дисплеях наблюдается зависимость контрастности и цвета изображения от угла зрения. Эта проблема обострялась по мере увеличения размеров ЖК–дисплеев и приобретения ими способности воспроизводить больше цветов.
Hitachi при создании своего нового дисплея SuperTFT воспользовалась иной технологией – IPS. Как известно, в обычных ЖК–дисплеях молекулы жидкого кристалла меняют свою ориентацию с горизонтальной на вертикальную под воздействием электрического поля, а адресующие электроды помещаются на две расположенные друг против друга стеклянные подложки. В IPS(in–plane switching) – дисплеях, наоборот, происходит чередование двух углов в горизонтальной плоскости, причем оба электрода находятся на одной из подложек. В результате угол обзора, как по горизонтальной, так и по вертикальной оси достигает 70 градусов.
Плазменные дисплеи
Газоплазменные мониторы состоят из двух пластин, между которыми находится газовая смесь, светящаяся под воздействием электрических импульсов. Такие мониторы не имеют недостатков, присущих ЖКД, однако их нельзя использовать в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием, так как они потребляют большой ток.
Размер по диагонали (расстояние от левого нижнего до правого верхнего угла экрана) приводится в дюймах. Наиболее распространены мониторы с диагональю 14″. Однако работать с монитором с диагональю 15″ намного удобнее, а для работы с графическими пакетами, издательскими системами и системами автоматизированного проектирования необходимы мониторы с диагональю не меньше 17″;
– теневая маска экрана. Единицей измерения является расстояние между отверстиями маски в мм. Чем меньше это расстояние и чем больше отверстий, тем выше качество изображения. Этот параметр часто отождествляют с зерном экрана монитора, однако это справедливо не во всех случаях;
– разрешение, измеряется в пикселах (точках), помещающихся по горизонтали и вертикали видимой части экрана. В настоящее время наиболее распространены мониторы с расширением не менее 1024*768 пикселей;
– кинескоп. Наиболее предпочтительны следующие типы кинескопов: Black Trinitron, Black Matrix и Black Planar. Данные кинескопы очень контрастны, дают отличное изображение, однако их люминофор чувствителен к свету, что может сократить срок службы монитора. К тому же при работе с контрастным монитором быстрее устают глаза;
– потребляемая мощность. У мониторов с диагональю 14″ потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт, иначе повышается вероятность теплового перегрева монитора, что сокращает срок его службы. У более крупных мониторов потребляемая мощность соответственно выше;
– антибликовое покрытие. Для дешевых мониторов используют пескоструйную обработку поверхности экрана. При этом качество изображения ухудшается. В дорогих мониторах на поверхность экрана наносится специальное химическое вещество, обладающее антибликовыми свойствами; – защитные свойства монитора.
В настоящее время распространены мониторы с низким уровнем излучения (LR–мониторы). Они отвечают нормам стандарта MPRI или MPR II.
По цветности мониторы делятся на:
Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 1543 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник: studopedia.net