Урок: Формирование изображения на экране монитора
Сегодня мы поговорим о том, как формируется изображение на экране. Узнаем что такое пиксель, пространственное разрешение, глубина цвета. Познакомимся с цветовой моделью rgb.
Как при этом взаимодействует видеокарта, память и процессор.
Каково представлении цвета в компьютере, какая частота обновления экрана и что собой представляет видео система персонального компьютера.
Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек пикселей. От английского «picture element» что значит элемент изображения.
Пиксели или точки так как они очень малы образуют строки, а все изображение состоит из определенного количества таких строк.
Плохое качество изображения по HDMI — почему и как исправить
Вертикальных и горизонтальных как мелкая, мелкая сеточка, чем меньше пиксель в этой сеточки, тем качественнее изображения на экране монитора.
Количество пикселей, которое можно посчитать по формуле нахождение площади прямоугольника, то есть произведение длины и ширины из которых складывается изображение как из пазлов изображения или мозаика из цветных стеклышек в калейдоскопе называется пространственным разрешением монитора
Мониторы могут отображать информацию с различными пространственными разрешениями.
Например, разрешение монитора 1280 на 1024 означает что изображение на его экране будет состоять из 1024 строк каждая из которых содержит 1280 пикселей.
Изображение высокого разрешения состоит из большого количества мелких точек и имеет хорошую четкость.
Изображение низкого разрешения состоит из меньшего количества более крупных точек и может быть недостаточно четким.
Как же компьютер представляет цвет?
На уроках ИЗО нас изучали что человеческий глаз воспринимает каждый из многочисленных цветов и оттенков окружающего мира как сумму взятых в различных пропорциях трех базовых цветов красного зеленого и синего.
Например, пурпурный цвет — это сумма красного и синего
желтый сумма красного и зеленого.
Голубой представляет собой сумму зеленого и синего цветов
Сумма красного зеленого и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, а их отсутствие как черный цвет.
Такая модель цветопередачи называется rgb по первым буквам английских названий цветов red красный, green зеленый, blue синий.
Такая особенность восприятия цвета человеческим глазом и положено в основу окрашивания каждого пикселя на экране компьютера в тот или иной цвет.
Пространственное разрешение монитора
Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек. Эти точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды.
На сколько разрешение монитора влияет на фпс ?
Совокупность точечных строк образует графическую сетку . Одна точка носит название пиксель .
На самом деле пиксель — это три крошечные точки красного зеленого и синего цветов расположены так близко друг к другу что человек их воспринимает как единое целое.
Количество пикселей, из которых складывается изображение на его экране, определяющееся как произведение количества строк изображения на количество точек в строке, называется пространственным разрешением монитора .
Размер графической сетки обычно представлен в форме произведения числа точек в строке на число строк: M × N , где M — число точек в строке, N — число строк.
Пример: Разрешение монитора 1920 × 1080 означает, что изображение на его экране будет состоять из 1080 строк, каждая из которых содержит 1920 пикселей.
Размер монитора характеризуется длиной его экрана, выраженной в дюймах ( 1 дюйм = 2,54 см). Мониторы бывают с диагональю 15, 17, 19 и более.
Изображение высокого разрешения состоит из большого количества мелких точек и имеет хорошую чёткость.
Пиксель принимает тот или иной цвет в зависимости от яркости базовых цветов. У самых первых цветных мониторов базовые цвета имели всего две градации яркости — это значит, что каждый из трех базовых красный зеленый синий цветов либо участвовал в образовании цвета пикселя — это состояние 1 либо нет это состояние 0.
Палитра таких мониторов состояла из восьми цветов при этом каждый цвет можно было закодировать цепочкой из трех нулей и единиц 3 разрядным двоичным кодом.
Современные же компьютеры обладают очень богатыми палитрами количество цветов в которых зависит от того сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета пикселя.
Глубина цвета (I) — это длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя.
Количество цветов в палитре обозначим буквой N и глубину цвета буквой I они связаны между собой соотношением или формулой:
N=2 i
В настоящее время наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16 и 24 бита которым соответствует палитры из 256 16536 и 16 миллионов 777 тысяч 216 цветов.
Давайте еще раз вернемся к качеству изображения на экране. Качество изображения на экране компьютера зависит как от пространственного разрешения монитора, так и от характеристик видеокарты или ее называют видеоадаптером которая состоит из видеопамяти и видеопроцессора.
Монитор и видеокарта образует видеосистему персонального компьютера. Познакомимся с работой видео системы персонального компьютера в упрощенном виде.
Под управлением процессора информация о цвете каждого пикселя экрана компьютера заносится для хранения видеопамять.
Видеопамять это электронная энергозависимая запоминающие устройства. Глубина цвета, а значит количество цветов в палитре компьютера зависит от размера видеопамяти.
В современных компьютерах видеопамять составляет 2, 4, 6, и 8 и более гигабайтов.
Видеопроцессор несколько десятков раз в секунду считывает содержимое видеопамяти и передает его на монитор, который превращает полученные данные видимое человеком изображение.
Количество обновлений экрана за секунду называется частотой обновления экрана и измеряется в герцах.
Комфортная работа пользователя при которой он не замечает мерцание экрана возможно при частоте обновления экрана не менее 75 герц.
Назовем основные параметры, определяющие качество компьютерного изображения пространственное разрешение монитора глубина цвета и частота обновления экрана.
В операционной системе предусмотрена возможность выбора необходимого пользователю и технически возможного графического режима.
Источник: ars-games.ru
Презентация на тему Растровые изображения на экране монитора
цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшился его информационный объем?
1) в 2 раза; 2) в 4 раза; 3) в 8 раз; 4) в 16 раз.
Слайд 41.2. Задание с кратким ответом.
Черно-белое (без
градаций серого) растровое графическое изображение
имеет размер
10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?
Ответ: 100 битов
1.3. Задание с кратким ответом.
Цветное с палитрой из 256 цветов растровое графическое изображение имеет размер
10 х 10 точек. Какой информационный объем имеет изображение?
Ответ: 100 байтов
Слайд 51.4. 3адание с развернутым ответом.
Сканируется цветное
изображение размером 10 х 10 см. Разрешающая
способность сканера 1200 х 1200 dpi, глубина цвета 24 бита. Какой информационный объем будет иметь полученный графический файл?
Слайд 6Графические режимы экрана монитора
Качество изображения на экране
монитора зависит от величины пространственного разрешения и
глубины цвета.
Пространственное разрешение экрана монитора определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке. Монитор может отображать информации с различными пространственными разрешениями (800 * 600, 1024 * 768, 1400 * 1050 и выше).
Слайд 7Глубина цвета измеряется в … на точку
и характеризует количество цветов, которое могут принимать
Чем больше пространственное разрешение и глубина цвета, тем выше качество изображения.
Источник: thepresentation.ru
ПК «Сплайн-Технолоджис»
- О компании
- История
- Наши клиенты
- Наши партнёры
(499) 372-13-60 (многоканальный)
(495) 695-50-58, (495) 695-56-10
Новости
27.10.2021 12:32:03
03.03.2021 10:11:01
23.02.2021 10:22:32
Как выбрать монитор
Как выбрать монитор
Мониторы на жидкокристаллических панелях (LCD)
Мониторы на электронно-лучевых трубках
Мониторы входят в состав любой компьютерной системы. Они являются визуальным каналом связи со всеми прикладными программами и стали жизненно важным компонентом при определении общего качества и удобства эксплуатации всей компьютерной системы. Поэтому, чем больше знаний о мониторах, тем более правильный выбор можно сделать при его приобретении.
Как определяются размеры экрана монитора
Размер экрана – это размер по диагонали от одного угла изображения до другого на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ), называемой также кинескопом. 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.
Как цветные мониторы воспроизводят цвета
Цвет на экранах телевизоров и компьютерных мониторов создается одним и тем же способом. Внутренняя поверхность кинескопа покрывается слоями люминофора, элементы которые начинают светиться при взаимодействии с электронным лучом.
Наноситься три окрашенных слоя люминофора: красного, зеленого и синего цветов. Для воспроизведения всего спектра доступных цветов эти три составляющих смешиваются между собой. Например, если активизируются все три люминофора красного, зеленого и синего цветов, то они создают белый цвет.
Как устроен цветной монитор
Внутри цветного монитора находится электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), которая также называется кинескопом. В состав ЭЛТ входят блок из трех катодных пушек для трех цветов, маска и стеклянный экран, покрытый изнутри слоями люминофора различного цвета. Если на кинескоп поступает сигнал, катодные пушки испускают потоки электронов. Они экранируются маской и направляются на люминофор соответствующего цвета. Когда электронный поток попадет на люминофор, то он светится.
Разрешающая способность монитора
Разрешающая способность или разрешение означает плотность отображаемого на экране изображения. Она определяется количеством точек или элементов изображения вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк. Экран VGA c разрешением 640х480 точек имеет 640 точек вдоль строки и 480 строк, развернутых на экране.
Чем выше разрешающая способность, тем больше информации выводится на экран. В настоящее время максимально возможное разрешение достигает значения 2048х1536, что значительно превышает разрешающую способность цветного телевизора, равную приблизительно 768х576 точек. В режиме максимального разрешении монитора, как правило, работать нельзя (слишком мелко). Но максимальное разрешение является одним из важнейших параметров оценки качества монитора. Чем выше максимальное разрешение, тем лучше монитор.
Чем мониторы отличаются от телевизоров
При покупке цветных телевизоров нас больше интересуют цена, размер экрана по диагонали, наличие пульта дистанционного управления и телетекста, но далеко не все спрашивают о разрешающей способности телевизора. Возможно, мы задаем вопросы относительно некоторых регулировок и настроек экрана, но частоты регенерации не интересуют почти никого.
Почему так важны разрешающая способность, частоты регенерации изображения и цифровые средства управления при выборе монитор для компьютера? От этих характеристик зависит не только удобство пользователя монитора, но и его здоровье. Во-первых, пользователь смотрит на монитор с близкого расстояния, в то время как телевизор смотрят с намного более дальнего расстояния.
Во-вторых, телевизионное изображение непрерывно меняется и воспринимается визуально, как единое целое. При работе за компьютером нужно иметь возможность читать мелкий текст или полностью концентрировать свое внимание на определенных изображениях или каких-либо фрагментах его. Оба эти обстоятельства требуют от мониторов высокой четкости и стабильности изображения.
Частота регенерации и разрешающая способность монитора
Частота строчной развертки, выражающаяся в килогерцах (кГц), равна количеству строк, которое луч может пробежать за одну секунду. Более высокая частота строчной развертки позволяет выводить на экран изображения с более высоким разрешением.
Частота кадровой развертки или частота смены кадров, выраженная в герцах (Гц), соответствует частоте кадров: сколько раз луч формирует полное изображение – от самой верхней строки до самой нижней – за одну секунду. Чем выше частота кадровой развертки, тем меньше уровень нежелательного мерцания изображения, на которое невольно реагируют глаза и, следовательно, меньше нагрузка на зрение.
Частоты строчной и кадровой разверток подбираются так, чтобы сформировать на экране изображение с высоким разрешением и отсутствием мерцания. Минимально допустимая частота кадровой развертки – 75 Hz. Но это минимум, при этом многие пользователи замечают мерцание экрана, особенно в помещении, освещенном люминесцентными лампами. Поэтому необходимо выбирать монитор с частотой регенерации не менее 85 Hz в основном режиме разрешения для данного монитора (например, для 15″ – 800×600).
Различия между теневой маской и апертурной решеткой
Маска электронно-лучевой трубки (кинескопа) является ее ключевым компонентом. Существует два основных типа масок кинескопов: теневая маска и апертурная решетка, также называемая щелевой маской. Оба типа мониторов обеспечивают превосходное качество изображения, тем не менее есть некоторые особенности.
Мониторы с апертурной решеткой формируют более яркие изображения с более богатыми и насыщенными цветами. Экран кинескопа с апертурной решеткой представляет собой как бы часть цилиндра, поэтому он плоский только по вертикали. К широко распространенным технологиям апертурных решеток относятся SonicTron корпорации ViewSonic, DiamondTron компании Mitsubishi и Trinitron компании Sony.
В свою очередь, теневая маска дает возможность более точно воспроизводить детали изображения на экране монитора, при этом кинескопы с теневой маской имеют конструкцию с прямоугольным плоским экраном, который формирует изображения с гораздо большей точностью и с меньшими искажениями. Лучшие теневые маски сделаны из инвара (INVAR) – магнитного сплава железа (основа) с никелем, обладающего малым коэффициентом линейного расширения для того, чтобы выдерживать длительное воздействие высоких температур без искажения формы.
Выбор между мониторами с теневой маской или с апертурной решеткой зависит от предпочтения пользователя и прикладных программ, с которыми он работает. Для графических прикладных программ типа настольных издательских систем технология апертурной решетки часто предпочтительней из-за способности таких мониторов отображать цвета более четче и ярче. Однако, пользователи и разработчики систем автоматизированного проектирования, вероятно, предпочтут мониторы с теневой маской для создания точных чертежей и рисунков и лучшего воспроизведения их на более плоских экранах. Конечно, это деление весьма условно – сейчас уже созданы кинескопы по технологии апертурной решетки, но с абсолютно плоским экраном.
Что такое шаг точки и как он влияет на изображение монитора?
Шаг точки – это расстояние по диагонали между двумя точками люминофора одного цвета. Например, диагональное расстояние от точки люминофора красного цвета до соседней точки люминофора того же цвета. Этот размер обычно выражается в миллиметрах (мм).
В кинескопах с апертурной решеткой используется понятие шага полосы для измерения горизонтального расстояния между полосами люминофора одного цвета. Чем меньше шаг точки, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Из-за очевидных различий между шагом точки и шагом полосы их нельзя сравнивать друг с другом – допускается некоторый разброс размеров. Стандартный шаг апертурной решетки 0.25 мм. приблизительно соответствует шагу точки 0.27 мм.
Что такое безопасный монитор?
Мониторы, подобно всем электрическим приборам, должны соответствовать жестким требованиям по безопасной эксплуатации, закрепленным в регламентирующих стандартах. Большинство этих стандартов принимаются для того, чтобы защитить от опасности вредного воздействия потребителей и окружающую среду. В Европе мониторы обязаны соответствовать по характеристикам стандартам CEE и FCC, которые существуют для аттестации электронной аппаратуры по безопасности и отсутствию помех системам связи. В России также приняты соответствующее ГОСТы, регулирующие безопасность эксплуатации устройств графического отображения данных.
Ряд иностранных стандартов стали настолько популярными, что в настоящее время являются фактически международными. Четыре из этих строгих стандартов, предназначенные для аттестации мониторов, – MPR-II, TCO’92 и TCO’95/99.
Стандарт MPR- II разработан и утвержден в Швеции в 1990 году для регламентирования излучений, вызываемых электромагнитными, магнитными и электростатическими полями монитора. Он задает предельно допустимые уровни этих излучений. Спецификации ТСО были разработаны и утверждены позже – в 1992 году.
В них были ужесточены требования стандарта MPR-II для обеспечения более безопасных условий как работы за мониторами, так и по энергосбережению. Следующая редакция стандарта – TCO’95 ввела дополнительные требования по экологичности производства и последующей переработки материалов, из которых изготовлен монитор, не изменив требований по излучению, которые вошли в последний вариант этого стандарта TCO’99. Существуют также другие национальные стандарты TUV, CSA, UL, которые, как правило, тоже поддерживаются производителями мониторов.
Следует только учесть, что современные мониторы, выпущенные любой реально существующей фирмой (иногда на российском рынке всплывают мониторы совершенно загадочных производителей – их многие покупают по простой причине – они дешевы) сейчас имеют защиту по MPR-II и TCO’95. Поэтому основное влияние на глаза оказывает качество изображения. При нечеткой картинке человек помимо своей воли напрягает глаза, приближает голову к экрану (что делает более сильным воздействие излучения от монитора) и после нескольких часов работы часто начинает болеть голова, слезятся глаза и т.д. Поэтому сейчас главное для безопасности пользователя – качество изображения!
Какое различие между мониторами с чересстрочной разверткой и мониторами с прогрессивной разверткой?
Чересстрочная и прогрессивная развертки – два способа регенерации изображения на экране монитора. Монитор с чересстрочной разверткой регенерирует изображение на экране за два прохода электронного луча. Первый проход воспроизводит нечетные строки, а второй – четные. Монитор с прогрессивной разверткой воспроизводит полное изображение на экране за один проход электронного луча.
Мониторы с прогрессивной разверткой обладают лучшими характеристиками, так как они воспроизводят изображение на экране быстрее и без мерцания. Они также имеют более резкие и четкие изображения. Все мониторы высокого качества отображают изображения во всех режимах разрешения с построчной разверткой.
Мониторы, имеющие «штатные» режимы с чересстрочной разверткой, ни одной из ведущих фирм, производящих мониторы, уже давно не выпускаются. Поэтому не стоит даже и думать о приобретении монитора с такой разверткой.
Настройка монитора
Иногда, из-за изменения освещенности или при начальной установке монитора, требуется корректировка качества изображения, воспроизведения цветов или яркости. Существуют три типа систем управления и регулирования монитора: аналоговые, цифровые и цифровые с экранным меню.
Аналоговые средства управления – это обычные вращающиеся ручки или кнопки, устанавливаемые на всех не слишком дорогих мониторах еще в конце 90-х годов. Цифровые средства управления основаны на использовании микропроцессора, они обеспечивают точные настройки и более просты в эксплуатации.
Большинство цифровых средств управления снабжены экранным меню, которое появляется каждый раз, когда активизируются настройки и регулировки. С помощью цифровых средств управления установки сохраняются в специальной памяти и не изменяются при отключении электропитания. Экранные средства управления удобны, наглядны, пользователь видит процесс настройки, который становится проще, точнее и понятнее. Кроме этого, все мониторы с меню на экране показывают частоты кадровой и строчной развертки, приходящие на монитор, и можно проверить правильность установки этих параметров видеокартой компьютера.
Имеются три группы регулировок монитора: основные, геометрические и регулировка цвета. Основные регулировки изменяют яркость, контрастность, размер и центрирование изображения по горизонтали и по вертикали. Геометрические настройки предназначены для устранения более сложных искажений изображения – «наклон/поворот», «параллелограмм», «трапеция» и «бочка/подушка».
Они также компенсируют влияние магнитного поля Земли. И наконец, настройки цветности позволяют оптимизировать цветовые характеристики монитора, зависящие от типа внешнего освещения и расположения монитора. Они предназначены для приведения в соответствие цветовых характеристик изображения на экране с цветами печатающего устройства. Мониторы высокого класса от 17″ и выше имеют также регулировки сведения, фокуса, возможность уменьшения муара и т.д.
Как уменьшаются блики на экране и снижается степень отражения света?
Наиболее распространенным и доступным видом антибликовой обработке 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. Большинство запатентованных видов защитных покрытий от отражений и бликов основаны на использовании диоксида кремния. Некоторые изготовители кинескопов добавляют в покрытие также химические соединения, выполняющие функции антистатиков.
В наиболее передовых способах обработки экрана для улучшения качества изображения используются многослойные покрытия из различных видов химических соединений. При выборе монитора с экраном, защищенным от бликов, убедитесь, что покрытие отражает от экрана только внешний свет. Оно не должно оказывать никакого влияния на яркость экрана и четкость изображения, что достигается при оптимальном количестве диоксида кремния, используемого для обработки экрана.
Какое разрешение на экране монитора оптимально
Оптимальное разрешение жестко связано с размерами кинескопа монитора. Рекомендованные врачами режимы сведены в таблицу:
Источник: www.spline.ru