Монитор

a

Монито7р, диспле7й —универсальное устройство визуального отображения всех видов ин-формации. Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные и цветные мониторы.

По строению мониторы делят на следующие:

– ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT);

Электро7нно-лучева7я тру7бка, кинеско7п — электровакуум-ный

прибор, преобразующий электрические сигналы в световые.

Принципиальное устройство:

– электронная пушка, предназначена для формирования

электронного луча;

– экран, покрытый люминофором — веществом, светя-

щимся при попадании на него пучка электронов;

– отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображе-

ние.

Чтобы создать на экране изображение, электронный луч должен постоянно проходить по экрану с

высокой частотой. Этот процесс называется развёрткой. Есть несколько способов развёртки изображе-

ния.

Растровая развёртка

Электронный луч проходит весь экран по строкам слева направо и сверху вниз. Возможны два ва-

рианта:

– 1—2—3—4—5—… (построчная развёртка);

– 1—3—5—7—…, затем 2—4—6—8—… (чересстрочная развёртка).

Векторная развёртка

Электронный луч проходит вдоль линий изображения. Применяется в векторных мониторах.

Развёртка на экране радара

Применяется в случае использования экрана кругового обзора, электронный луч проходит по ра-

диусам экрана (экран при этом имеет форму круга). При этом служебная информация обычно развёрты-

вается дополнительно сквозь специальную знаковую матрицу.

Луч ЭЛТ-монитора, формируя изображение на экране, заставляет светиться частицы люминофора.

До момента формирования следующего кадра эти частицы успевают погаснуть, поэтому можно наблю-

дать «мерцание экрана». Чем выше частота смены кадров, тем менее заметно мерцание. Низкая частота

ведет к усталости глаз и наносит вред здоровью.

У большинства бытовых телевизоров на базе ЭЛТ ежесекундно сменяется 25 кадров, при чересст-

рочной развёртке это составляет 50 полукадров в секунду (Гц). В современных моделях телевизоров она

искусственно завышается до 100 герц. При работе за экраном монитора мерцание чувствуется сильнее,

так как расстояние от глаз до кинескопа намного меньше, чем при просмотре телевизора. Мерцание ЭЛТ

явно можно наблюдать боковым зрением. Минимальной рекомендуемой частотой обновления экрана

монитора является частота 85 герц.

Поскольку внутри ЭЛТ вакуум, за счёт давления воздуха на один только экран 17-

дюймового монитора приходится нагрузка около 800 кг — вес микролитражного легкового

автомобиля. Из-за особенностей конструкции давление на экран и конус ЭЛТ является по-

ложительным, а на боковую часть экрана — отрицательным, что вызывает опасность

взрыва. При работе с ранними моделями кинескопов правила техники безопасности требо-

вали использования защитных рукавиц, маски и очков. Перед экраном кинескопа в телеви-

зоре устанавливался стеклянный защитный экран, а по краям — металлическая защитная

маска.

– ЖК — жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD);

Жидкокристаллический дисплей — плоский дисплей на основе жидких кристаллов, а также мони-

тор на основе такого дисплея, разработан в 1963 году. LCD TFT (англ. Thin film transistor — тонкоплё-

ночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется актив-

ная матрица. Усилитель TFT применяется для каждого субпиксела с целью быстродействия, контрастно-

сти и чёткости изображения.

Изображение в ЖК-дисплее формируется с помощью отдельных элементов, обычно через систему

развёртки. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад. Каждый пиксел ЖК-

дисплея состоит из слоя молекул между электродами и двух поляризационных фильтров, плоскости по-

ляризации которых перпендикулярны. Свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью

блокируется вторым. При подаче напряжения на электроды молекулы выстраиваются таким образом, что

преломляют световой луч, и он без потерь проходит через второй фильтр.

Проходящий через ячейки свет может быть естественным, но чаще применяют искусственный ис-

точник. Обратной стороной этого является относительная неравномерность яркости изображения на ЖК-

дисплее.

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов следующие:

– разрешение: горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от

ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией;

– размер точки, т.е. расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с фи-

зическим разрешением;

– соотношение сторон экрана (формат): отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5,

16:9, 16:10;

– видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит

также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинако-

вой диагонали;

– контрастность: отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых монито-

рах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая

для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению;

– яркость: количество света, излучаемое дисплеем;

– время отклика: минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости;

– угол обзора, при котором падение контраста достигает заданного;

– тип матрицы;

– наличие различных входов: например, DVI, D-Sub, HDMI и т. п.

– плазменный — на основе плазменной панели;

Газоразрядный экран (также широко применяется английская калька «плазменная панель») —

устройство отображения информации, использующее в своей работе явления электрического разряда в

газе и возбуждаемого им свечения люминофора.

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между

двумя параллельными стеклянными поверхностями. В качестве газовой среды обычно используется неон

или ксенон. Разряд в газе протекает между прозрачным электродом на лицевой стороне экрана и адрес-

ными электродами, проходящими по его задней стороне. Газовый разряд вызывает ультрафиолетовое из-

лучение, которое, в свою очередь, инициирует видимое свечение люминофора.

Суб-пиксель плазменной панели имеет объём 200 мкм x 200 мкм x 100 мкм, на панели нужно уло-

жить несколько миллионов пикселей. Кроме того, к каждому необходимо провести по два электрода. Эти

факторы обуславливают дороговизну плазменных панелей и их относительно невысокую четкость на

малом расстоянии.

– проекционный — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в од-ном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал);

– OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод);

Органический светодиод (англ. Organic Light-Emitting Diode (OLED) — органический светодиод)

— прибор, изготовленный из органических соединений, эффективно излучающих свет при пропускании

электрического тока.

OLED-технология имеет следующие преимущества:

– небольшие габариты и вес;

– высокая яркость и низкое энергопотребление;

– отсутствие необходимости в подсветке;

– отсутствие такого параметра как угол обзора — изображение видно без потери качества с любо-

го угла;

– мгновенный отклик (на порядок выше, чем у LCD) — по сути полное отсутствие инерционности;

– качественная цветопередача (высокий контраст);

– возможность создания прозрачных и гибких экранов;

– отсутствие ограничений в форме и размерах.

– виртуальный ретинальный монитор — технология вывода, формирующая изображение не-посредственно на сетчатке глаза.

Первые образцы VRD были созданы в Университете Вашингтона (Лаборатория технологий ин-

терфейса пользователя) в 1991 году. Большая часть подобных разработок было связано с системами вир-

туальной реальности. Позже возник интерес к VRD как к устройству вывода для портативных устройств.

Рассматривался такой вариант использования: пользовать помещает устройство перед собой, система

обнаруживает глаз и проецирует на него изображение, используя методы компенсации движения. В та-

ком виде небольшое VRD-устройство может заменить полноразмерный монитор. VRD, проецирующая

изображение на один глаз, позволяет видеть одновременно компьютерное изображение и реальный объ-

ект, что может применятся для создания иллюзии "рентгеновского зрения" - отображения внутренних

частей устройств и органов (при ремонте автомобиля, хирургии). VRD, проецирующая изображение на

оба глаза, позволяет создавать реалистичные трехмерные сцены.

Основные параметры мониторов:

– вид экрана — квадратный или широкоформатный (прямоугольный);

– размер экрана — определяется длиной диагонали;

– разрешение — число пикселей по вертикали и горизонтали;

– глубина цвета — число отображаемых цветов (от монохромного до 32-битного);

– размер зерна или пикселя;

– частота обновления экрана;

– скорость отклика (не для всех типов мониторов).