Монитор (дисплей) – устройство отображения компьютерной информации в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и видеоизображения на экране, являющемся неотъемлемой частью монитора.
По принципу действия мониторы можно разделить на две группы: мониторы на основе электронно-лучевой трубки и плоскопанельные мониторы.
Монитор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ). Принцип действия таких устройств похож на принцип действия телевизора и заключается в том, что испускаемый электронной пушкой пучок электронов, попадая на экран, покрытый специальным веществом, вызывает его свечение. Текстовое или графическое изображение на экране монитора состоит из множества дискретных точек люминофора, представляющих собой минимальный элемент изображения и называемых пикселами.
Разрешающая способность монитора определяется количеством пикселей, которые он отображает по горизонтали и вертикали. Например, 640×480, 1024×768.
Мониторы подразделяются на монохромные и цветные. Монохромные мониторы бывают черно-белыми и черно-зелеными.
Персональные компьютеры комплектуются цветными аналоговыми мониторами, относящимися к типу RGB-мониторов. В основе формирования цветного изображения лежат свойства трехкомпонентности цветного восприятия и пространственное усреднение цвета, что позволяет за счет смешения трех цветов на поверхности люминофора получать цветное изображение. Качество изображения во многом определяется размером точек люминофора. Среднее расстояние между двумя соседними точками на экране монитора называется зерном. Мониторы высокого качества имеют размер зерна до 0,18 мм.
Основные параметры ЭЛТ-мониторов:
- • размер экрана по диагонали: 14″, 15″, 17″, 19″, 21″ и более;
- • разрешающая способность – количество пикселей по горизонтали и вертикали экрана, параметр может реализовываться программной настройкой монитора;
- • частота регенерации экрана – число обновлений кадров изображения в секунду на экране. Измеряется в герцах и составляет 50 Гц и выше. Мерцание на частоте не ниже 85 Гц почти не утомляет глаза. При обновлении считывается цифровое представление, хранимое видеопамятью, и электронный луч, пробегая по экрану, рисует горизонтальными линиями-строками кадр, потом следующий.
Плоскопанельные мониторы. Мониторы на основе ЭЛТ обладают рядом недостатков: значительные масса, габариты и энергопотребление; тепловыделение и излучение, вредное для здоровья человека. На смену ЭЛТ-мониторам пришли плоскопанельные мониторы: жидкокристаллические (ЖК- мониторы), плазменные, электролюминесцентные, электростатической эмиссии, органические светодиодные.
ЖК-мониторы (Liquid Crystal Display, LCD) наиболее распространены. Первое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, затем в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня ЖК- мониторы широко применяются для компьютеров.
Основной элемент ЖК-монитора – ЖК-экран, состоящий из двух панелей, между которыми размещен слой жидкокристаллического вещества, находящегося в жидком состоянии, но обладающего свойствами, присущими кристаллическим телам. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения меняют ориентацию и вследствие этого меняют свойства светового луча, проходящего сквозь них.
Экран ЖК-монитора представляет собой совокупность отдельных ЖК-ячеек, каждая из которых дает 1 пиксел изображения. ЖК-ячейка сама не генерирует свет, а управляет интенсивностью проходимого света, поэтому ЖК-мониторы используют подсветку. ЖК-ячейка – электронно-управляемый светофильтр. В качестве подсветки ЖК-экранов используют электролюминесцентные лампы с холодным катодом, характеризующиеся низким энергопотреблением.
Элемент цветного монитора образован триадой ЖК-ячеек. Каждая ячейка триады снабжена светофильтром одного из трех цветов: красного, зеленого и синего. Изменяя уровень поданного на транзистор управляющего сигнала, можно регулировать яркость каждого цвета триады.
Основные характеристики ЖК-мониторов:
- • разрешение (горизонтальный и вертикальный размеры в пикселях: 1024×768, 1280×1024 и др.), у ЖК-монитора одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией;
- • расстояние между центрами соседних пикселей;
- • диагональ панели и отношение сторон (5:4, 4:3, 8:5, 16:10 и др.);
- • контрастность, яркость;
- • время отклика пикселя для изменения яркости;
- • угол обзора, при котором контрастность падает до заданной.
Плазменные дисплеи (Plasma Display Panel, PDP) создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. На стеклянную поверхность наносят миниатюрные прозрачные электроды, на которые подастся высокочастотное напряжение.
Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне и вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне, видимом человеком. Фактически каждый пиксел на экране работает как обычная лампа дневного света. Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствием дрожания являются преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол, под которым можно увидеть изображение на плазменных мониторах, существенно больше, чем у ЖК-мониторов.
Плазменные панели применяются в высококачественных видеосистемах большого формата. По мере того как с развитием технологии ЖК-панелей их диагональ увеличивается, они вытесняют плазменные панели, поскольку производить ЖК-панели проще и дешевле.
Плазменные панели сохраняют специфическое использование, когда требуется выводить очень большую картинку с компьютера для коллективного просмотра с большого расстояния DVD и телевидения высокого разрешения.
Электролюминесцентные мониторы (Electric Luminescent Displays, ELD) по конструкции аналогичны ЖК-мониторам. Принцип действия основан на явлении испускания света при возникновении туннельного эффекта в полупроводниковом р–п переходе. Мониторы имеют высокие частоты развертки и яркость свечения, надежны в работе. Вместе с тем уступают ЖК-мониторам по энергопотреблению, поскольку на ячейки подается относительно высокое напряжение – около 100 В. При ярком освещении цвета электролюминесцентных мониторов тускнеют.
Мониторы электростатической эмиссии (Field Emission Displays, FED) сочетают традиционную технологию, основанную на использовании ЭЛТ, и жидкокристаллическую технологию. Мониторы FED основаны на процессе, похожем на тот, что применяется в ЭЛТ-мониторах, в обоих применяется люминофор, светящийся под воздействием электронного луча. В качестве пикселей применяются зерна люминофора, как и в ЭЛТ-мониторе, что позволяет получить чистые и сочные цвета, свойственные обычным мониторам. Однако активизация этих зерен производится не электронным лучом, а электронными ключами, подобными тем, что используются в ЖК-мониторах, построенных по ТFТ-технологии.
Видеоадаптеры. Видеосистема персонального компьютера включает монитор и видеоадаптер – устройство, непосредственно управляющее монитором и выводом информации на экран. Видеоадаптер представляет собой плату, вставляемую в разъем системной платы компьютера (рис. 3.18). Он определяет следующие характеристики видеосистемы:
- • максимальное разрешение и частоты разверток (совместно с монитором);
- • максимальное количество отображаемых цветовых оттенков (глубина цвета);
- • скорость обработки и передачи видеоинформации.
С момента появления персонального компьютера сменилось несколько типов видеосистем: от монохромного текстового адаптера до современного улучшенного видеографического адаптера SVGA (Super Video Graphics Adapter).
Современные видеоадаптеры содержат мощный графический процессор, в состав которого входят ускорители двухмерной и трехмерной графики.
Важнейшая характеристика видеосистемы ПК – разрешение экрана. Для каждого размера монитора существует
Рис. 3.18. Видеоадаптер, вставленный в разъем системной платы
определенное оптимальное разрешение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер. Так, для монитора 15 дюймов оптимальным разрешением является 640×480, 17 дюймов – 1024×768, 19 дюймов – 1280×1024.
Цветовое разрешение (глубина цвета), которое определяет количество различных оттенков, передаваемых отдельной точкой экрана видеосистемы, зависит от разрешения экрана, объема видеопамяти видеоадаптера и может составлять 256,65 тыс. и 16,7 млн цветов.
Видеоускорение видеосистемы ПК обеспечивается установкой специальных графических процессоров на самой плате видеоадаптера либо установкой специальных дополнительных плат на материнской плате ПК. Различают ускорители плоской графики (2D) для работы с прикладными программами офисного применения и ускорители объемной графики (3D) для профессиональных программ обработки трехмерной графики и компьютерных игр (обеспечивают построение изображений не путем вычислений, а аппаратно путем преобразования данных в микросхемах).
Источник: studme.org
Жидкокристаллические мониторы
Жидкокристаллические мониторы (ЖК-мониторы, LCD-мониторы) созданы на основе технологии формирования изображения с помощью жидких кристаллов. Жидкие кристаллы представляют собой молекулы, которые могут перетекать как жидкость. Эти молекулы пропускают свет, но под действием электрического заряда изменяют ориентацию.
Изображение на ЖК-мониторах формируется с помощью матрицы пикселей, как и в обычных мониторах; отличие же состоит в материале пикселей и в способе генерации излучения. Каждый элемент матрицы — так называемый жидкий кристалл, являющийся оптически активным материалом. Он способен в естественном состоянии поворачивать плоскость поляризации проходящего через него излучения.
Второе чрезвычайно важное его свойство — это способность изменять угол поворота плоскости поляризации в зависимости от приложенного внешнего электрического поля. Такие характеристики ЖК-ячейки позволяют манипулировать интенсивностью прошедшего света. На практике это делается следующим образом (рис.4.19).
Рис.4.19. Принцип функционирования ЖК-монитора:
1 – луч света; 2 – горизонтально поляризованный луч; 3 – поляризатор (вертикальный); 4 – поляризатор (горизонтальный); 5 – жидкие кристаллы; 6 – прозрачные электроды
ЖК-монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели (подложки), сделанные из очень чистого стеклянного материала. Между подложками располагается тонкий слой жидких кристаллов. С обеих сторон от ЖК-ячейки на пути распространения излучения устанавливаются скрещенные поляризаторы (3 и 4 на рис.4.15) Первый из них выделяет определенную компоненту поляризации падающего излучения (на рисунке – вертикальную составляющую). Далее это излучение попадает на жидкий кристалл, который поворачивает плоскость поляризации на определенный угол. Второй поляризатор (4) служит для управления интенсивностью излучения: если его выделенное направление совпадает с направлением плоскости поляризации излучения, то для света он окажется абсолютно прозрачным, а если между ними будет угол 90°, то свет поглотится.
На рис. 4.19 А. показано прохождения луча через ЖК-ячейку при отсутствии управляющего напряжения. В этом случае ячейка прозрачна, так как первый поляризатор пропускает только свет с соответствующим вектором поляризации. Благодаря жидким кристаллам вектор поляризации света поворачивается, и к моменту прохождения луча ко второму поляризатору он уже повернут так, что проходит через второй поляризатор без проблем
В присутствии управляющего электрического поля поворот вектора поляризации происходит на меньший угол, тем самым второй поляризатор становится только частично прозрачным для излучения. Если разность потенциалов будет такой, что поворота плоскости поляризации в жидких кристаллах не произойдет совсем, то световой луч будет полностью поглощен вторым поляризатором (на рис. 4.16 Б для примера упрощенно показано, как вертикально поляризованный луч не пропускается горизонтальным поляризационным фильтром). Экран при освещении сзади будет спереди казаться черным (лучи подсветки поглощаются в экране полностью)
Если расположить большое число электродов, которые создают разные электрические поля в отдельных местах экрана (ячейки), то появится возможность при правильном управлении потенциалами этих электродов отображать на экране буквы и другие элементы изображения.
Надо отметить, что при помощи подобной схемы можно сконструировать лишь черно-белый монитор. Для создания цветного дисплея необходимо наличие ячеек трех цветов — красного, синего и зеленого. На самом деле все ячейки одинаковые, а цвета генерируются за счет пропускания излучения сквозь светофильтры нужных цветов. Но проблема состоит в том, что отфильтрованное излучение очень сильно теряет в своей интенсивности, а это сказывается на общей яркости, уменьшает глубину контраста и, естественно, качество цветопередачи. В последнее время стал применяться альтернативный подход, основанный на интересном свойстве жидких кристаллов, а именно: для разных длин волн углы поворота плоскости поляризации излучения при одном и том же внешнем поле отличаются. Реализация этого способа более технологична и сложна, но зато она позволяет достичь большей яркости, лучшей контрастности и в целом улучшить цветопередачу
ЖК-мониторы обладают существенными преимуществами по сравнению ЭЛТ-мониторами:
- ЖК- мониторы более экономичные;
- у них нет электромагнитного излучения в сравнении c ЭЛТ-мониторами, и они практически безвредны для человека;
- они не мерцают, как ЭЛТ-мониторы;
- они легкие и не такие объемные;
- у них большая видимая область экрана.
Выводом изображения на экран монитора управляет специальное устройство — видеоадаптер (видеокарта). Вместе с монитором видеокарта образует видеоподсистему ПК. В первых компьютерах видеокарты не было. В оперативной памяти существовал экранный участок памяти, куда процессор заносил данные об изображении.
Контроллер экрана считывал данные о яркости отдельных точек экрана из ячеек памяти и управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора. Увеличение возможностей монитора потребовало появления в составе аппаратных средств ПК – видеоадаптера.
Видеоадаптер представляет собой плату расширения, которую вставляют в определенный слот материнской платы (в современных ПК это слот AGP, ранее использовался слот PCI). Видеоадаптер полностью управляет выводом изображения на экран монитора. Для этого он оснащен видеопамятью и собственным процессором. Монитор как периферийное устройство подключается к системной шине ПК через один из разъемов видеоадаптера.
Сформированное изображение до вывода на экран хранится в видеопамяти видеоадаптера. Требуемый объем видеопамяти зависит от заданной разрешающей способности и палитры цветов. Поэтому для работы в режимах с высокой разрешающей способностью и полноцветной гаммой нужно как можно больше видеопамяти.
В последнее время широкое распространение стали получать видеоадаптеры интегрированные с системной (материнской) платой. В этом случае функция видеопамяти возлагается на оперативную память.
К основным характеристикам монитора относятся: разрешающая способность, палитра цветов, размер монитора, частота кадровой развертки.
Разрешающая способность определяется количеством пикселей по горизонтали и вертикали, например, 640×480, 800×600, 1024×768 и т.д. Соотношение количества пикселей по горизонтали и вертикали отражает соотношение геометрических размеров экрана монитора 4: 3.
Палитра цветов — это множество цветов, которые способна отображать видеосистема, определяется количеством бит двоичного слова, которое используется для кодировки одного оттенка цвета. В монохромных мониторах 1 бит и соответственно два цвета — черный и белый. В цветных мониторах от 4 до 32 бит:
4 бита — 2 4 = 16 цветов;
8 бит — 2 8 = 256 цветов;
16 бит — 2 16 = 65536 цветов;
24 бита — 2 24 = 16.7 млн. цветов;
32 бита — 2 32 = 4.3 трил. цветов.
Требуемый минимальный объем видеопамяти определяется произведением количества пикселей по горизонтали на количество пикселей по вертикали (разрешающая способность), и на количество байт двоичного слова, которым кодируется палитра цветов
Размер монитора. Экран монитора измеряется по диагонали в дюймах. Стандартные размеры 15, 17, 19, 21 и 24 дюйма. Наиболее распространены мониторы с диагональю 17 и 19 дюймов. Для работы с графикой предпочтительны мониторы размером 19-24 дюйма.
Частота кадровой развертки показывает частоту полного обновления изображения на экране. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц). Чем больше частота, тем менее заметно мерцание экрана и соответственно меньше усталость глаз. Минимально допустимой считается частота в 75 Гц, нормальной — 85 Гц, комфортной — 100 Гц и больше.
Источник: studopedia.su
Все о типах и видах компьютерных мониторов
Привет, друзья! Как любое изобретение, монитор в процессе «эволюции» претерпел множественные изменения, преобразовавшись из пузатого громоздкого «телевизора» в современный ЖК-экран (чаще всего именно такой!), занимающий совсем немного места на рабочем столе.
Однако существуют некоторые виды мониторов для компьютера, неизвестные большинству пользователей. О них, а также о массовых вариантах и различиях между ними, давайте сегодня и поговорим. В статье я буду использовать классификацию по типу экрана, так как считаю, что именно этот параметр является основополагающим.
ЭЛТ
Устройство, которое можно назвать «дедушкой» современных мониторов. Первые такие девайсы появились еще в 50-х годах прошлого века (читайте детальнее об истории развития мониторов здесь) и крайне были примитивными: отображали только текст. Возможность реализации графики внедрена уже несколько позже.
Принцип работы электронно-лучевой трубки базируется на пучке электронов, которые в вакуумной среде бомбардируют экран, покрытый специальным люминесцентным слоем. Этот слой светится под действием такой бомбардировки.Цвет зависит от интенсивности воздействия. Цветные ЭЛТ мониторы используют цветовую схему RGB (впрочем, как и большинство прочих видов). Различные полутона и оттенки возникают, благодаря смешиванию в различных пропорциях трех основных цветов – красного, синего и зеленого.
Жидкокристаллические
В основе конструкции такого монитора – жидкокристаллическая матрица. Представляет она собой несколько стеклянных или полимерных прозрачных пластин, между слоями которых размещаются жидкие экраны.
При подаче напряжения, генерируется магнитное поле, и кристаллы меняют расположение в зависимости от его направленности, преломляя свет под определенным углом. В зависимости от угла поворота, человеческий глаз воспринимает красный, синий или зеленый цвет, а все остальные создаются по той же схеме RGB.
Сами кристаллы не излучают свет, поэтому их нужно подсветить изнутри лампой. Раньше широко использовалась технология LCD – подсветка с помощью газоразрядной лампы.
Сегодня большинство производителей в большей степени уже перешли на LED – подсветку с помощью светодиодов, потребляющих меньше энергии и работающих дольше.
Их характеристики и прочие параметры вы можете узнать вот здесь .
Плазменные
Дорогостоящее устройство, так как при внешнем виде, напоминающий обычный ЖК-монитор, оно имеет абсолютно другой принцип работы. По сути, каждый пиксель на таком экране – миниатюрная газоразрядная лампа, в которой газ светится под воздействием слабого электрического тока.
При этом, каждый пиксель может отображать один из основных цветов в схеме RGB, а группируются они таким образом, чтобы у пользователя создавалось ощущение целостности картинки(широкое применение было в ТВ индустрии).
Проекционный экран
Монитором можно назвать такое устройство, лишь с натяжкой. Принцип заложен кинематографом: на большом экране при подаче пучка света, на прозрачный кадр с картинкой, благодаря системе линз, формируется изображение.
В домашних условиях такие устройства используются редко(или же если только в дорогих домашних кинотеатрах), а вот при проведении презентаций и различных семинаров, когда требуется показать картинку большой аудитории, это наиболее экономически целесообразный вариант: стоимость экрана и проектора в десятки раз меньше, чем плазменной или жидкокристаллической панели, такого же размера.
LED-экраны
В этих устройствах, каждым пикселем являются один или несколько миниатюрных полупроводниковых светодиодов. По такой технологии можно «слепить» экран любого размера, причем с требуемым размером пикселя.
Самая частая область применения таких устройств – наружная реклама, а также дорожные знаки и информационные табло.
Так, в крупных городах статичные баннеры и таблички не привлекают внимания, сливаясь с фоном, а вот красочное меняющееся изображение, еще способно заинтересовать современного жителя мегаполиса.
Логичным развитием этой ветки технологий, можно считать OLED – экраны на органических светодиодах. Пока, к сожалению, вследствие крайней дороговизны, применение таких экранов очень ограниченно. Телевизоры с этой технологией вы сможете найти в крупных розничных сетях, но не рекламные баннеры.)
Виртуальный монитор
VRD, или RSD – технологии, при которой изображение проецируется непосредственно на сетчатку глаза При этом пользователь видит изображение, которое как бы «висит» в воздухе перед ним.
Вопреки распространенному заблуждению, такая технология применима не только для видеоигр, позволяющих нырнуть в виртуальную реальность, хотя тоже имеет место быть.
В последнее время, технология находит применение в хирургии, при проведении сложных операций, военной сфере для наведения ракет на цель, а также робототехнике, когда оператор смотрит глазами робота, работающим в опасных для человеческого организма условиях.
К сожалению, из-за дороговизны, использование такой технологии для домашних развлечений, ограничено. Однако не стоит расстраиваться: еще неизвестно, какой прорыв случится в этой сфере, и не станут ли VR-шлемы массовыми, уже лет через пять.
И я, вот прямо на ходу придумал один из возможных способов использования такого шлема – просмотр достопримечательностей по всему миру из специальных камер, транслирующих в режиме 360 градусов. Если вы не согласны с моим мнением – приведите в комментариях свои аргументы.
Лазерный проектор
Технология, которая только разрабатывается, хотя первые прототипы уже существуют. Принцип работы напоминает обычный проектор, но для формирования изображения, используются три тонких лазерных луча. Догадались какие? Правильно, красный, зеленый и синий!
Конечно, кто-то может сказать что, 5 из этих видов, не мониторы для ПК, и я от части с вами согласен. Но использовать их как экраны для вывода изображения с PC же можно.)
Вот и все относительно того, какие бывают мониторы для ПК и чем они вкратце отличаются. Если интересно где можно посмотреть огромный выбор мониторов, то могу порекомендовать этот интернет-магазине . А на сегодня все.
Буду весьма признателен, если вы поделитесь этим постом в социальных сетях. До завтра!
С уважением, автор блога Андрей Андреев
Источник: infotechnica.ru