СРЕДСТВА ИНТЕРАКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОНИТОРЫ

СРЕДСТВА ИНТЕРАКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОНИТОРЫ

Общая классификация мониторов Мониторы на Сенсорные основе ЭЛТ экраны (CRT-мониторы) По способу управления Плоскопанельные мониторы Тонкие ЭЛТ Аналоговые Цифровые Электролюминесцентные Жидкокристалические Плазменные (LCD-мониторы) Мониторы Органические электростатической светодиодные мониторы эмиссии Поликремниевые панели

Монитор на основе ЭЛТ: устройство и принцип формирования сигнала

Устройство ЭЛТ

Принцип формирования изображения (См. параметры: частота горизонтальной вертикальной (см. : «триады развертки) точек» , RGB)

Типы ЭЛТ-мониторов По конструкции цветоделительной теневой маски ЭЛТ-мониторы с ЭЛТ-мониторы теневой маской апертурной с щелевой решеткой маской Создают четкое и детализированное изображение; рекомендуется применять при работе с текстами и элементами мелкой графики Позволяют получить более яркое, контрастное Hitachi, Panasonic, Samsung, изображение с насыщенными цветами; подходят для Daewoo, LG, Nokia, View. Sonic работы с цветными изображениями (Sony, Mitsubishi и View. Sonic, Nokia, LG, CTX) (см. параметры: шаг точки и размер зерна экрана; радиус кривизны экрана)

Основные характеристики ЭЛТ-мониторов 1. Размер рабочей области Расстояние между углами экрана (стандарт – 15”, 36 -39 см. ) экрана (диагональ экрана) 2. Радиус кривизны экрана А) сферические (с теневой маской; не дорогие, но изображение невысокого качества) Б) цилиндрические (с апертурной решеткой; обладают большой яркостью и меньшим количеством бликов); В) плоские. 3. Шаг точки Диагональное расстояние между двумя точками или полосами люминофора одного цвета (от 0, 28 до 0, 21 мм) 4. Размер зерна экрана Расстояние между ближайшими отверстиями в цветоделительной маске (от 0, 21 до 0, 28 мм. и выше) 5. Разрешающая способность Число элементов изображения, воспроизводимых по экрана горизонтали и вертикали (1024 х768, 1600 х1200, 1920 х1440 и т. д. ) 6. Частота развертки А) Предельное число горизонтальных строк, прочерчиваемых лучом за 1 сек. ; Б) Частота смены изображения на экране (Гц. ) 7. Потребляемая мощность

Другие характеристики ЭЛТ-монитора. Безопасность монитора • Экранное покрытие; • Допустимые углы обзора (показатель, где величина контрастности падает до соотношения 10: 1 по сравнению с идеальной величиной); • Защитный экран; • Фильтры; • Конструкция корпуса и подставки, способ подключения, средства управления и регулирования Безопасность монитора регламентируется стандартами MPR-II и ТСО (в настоящее время ТСО-03, см. : http: //www. morepc. ru/monitor/lcd/tco 2003. html )

Преимущества ЭЛТ-мониторов: • Во-первых, ЭЛТ-монитор при установке различного разрешения изображения одинаково хорошо воспроизводит тонкие линии и буквы для любого конкретного разрешения (в ЭЛТ-мониторе это разрешение матрицы, видео-карты; ЖК монитор корректно воспроизводит текст только при установке такого разрешения, которое равно числу строк и столбцов самого ЖК монитора, т. е. стандартному разрешению ЖК-монитора). • Во-вторых, динамические (переходные) характеристики ЭЛТ-монитора всегда достаточно хороши для наблюдения динамично меняющихся сюжетов в играх, видеофильмах. Это происходит благодаря тому, что переходное время отклика у люминофора ЭЛТ не превосходит 1 -2 мс по критерию спада полной яркости до уровня нескольких процентов. • В-третьих, ЭЛТ-монитор достаточно высокого класса, хорошо настроенный по цветам, дает достаточно корректную цветопередачу наблюдаемой сцены, поэтому профессионалы-фотохудожники предпочитают использовать только высококачественные ЭЛТ-мониторы. • Наконец, стоимость ЭЛТ-мониторов.

Тонкие ЭЛТ-мониторы Тонкая электронно-лучевая трубка ( «Thin. CRT» - ТЭЛТ), предложена Candescent Technologies как вариант монитора электростатической эмиссии, работающего по принципу обычной ЭЛТ. Электронная пушка, система управления отклонением луча и теневая маска заменяются перфорированным листом проводника, излучающим электроны при подведении напряжения. ТЭЛТ имеет толщину 3. 5 мм и состоит из двух стеклянных пластин, разделенных вакуумным промежутком в 1 мм. Для сопротивления внешнему давлению внутри находятся тонкие (0. 05 мм) распорки. Технология называется «холодный катод» , поскольку испускание электронов происходит при комнатной температуре.

Задание: 1. Рассмотреть вопрос об особенностях настройки ЭЛТ- монитора (см. : http: //zoom. cnews. ru/publication/printed/459 ) 2. Рассмотреть стандарт ТСО-03, выяснить основные требования, предъявляемые к ЭЛТ-мониторам. 3. Провести сравнение ЭЛТ-мониторов от разных производителей, оформить в табличной форме. 4. Подобрать ЭЛТ-монитор для работы в офисе в соответствии со спецификацией труда и требованиям ТСО -03, а также с бюджетными возможностями организации.

Плоскопанельные мониторы: устройство и принцип формирования сигнала б) принцип действия а) устройство

Структура экрана LCD-монитора Структура экрана (с пустыми пикселями) и принцип горизонтальной развертки экрана В настоящее время в ЖК-мониторах для повышения быстродействия ячеек используется технология двойного сканирования (DSS - Dual Screens): весь экран разбивается на четные и нечетные строки, обновление которых выполняется одновременно. Двойное сканирование совместно с использованием более подвижных молекул позволило снизить время реакции ЖК- ячейки с 500 мс (у ЖК-мониторов, реализующих технологию Twisted Nematic) до 1 -50 мс и значительно повысить частоту обновления экрана.

Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев • Разрешение — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ- мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией. • Размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением. • Соотношение сторон экрана (пропорциональный формат) — отношение ширины к высоте (5: 4, 4: 3, 3: 2 (15÷ 10), 8: 5 (16÷ 10), 5: 3 (15÷ 9), 16: 9 и др. ) • Видимая диагональ — размер самой панели, измеренный по диагонали. • Контрастность — отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек при заданной яркости подсветки. В некоторых мониторах 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, обычно измеряется в канделах на квадратный метр. • Время отклика — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Составляется из двух величин: Время буферизации Высокое значение мешает в динамичных играх; обычно умалчивается; измеряется сравнением с кинескопом в скоростной съёмке. Сейчас в пределах 20— 50 мс; в отдельных ранних моделях достигало 200 мс. Время переключения — именно оно указывается в характеристиках монитора. Высокое значение ухудшает качество видео; методы измерения неоднозначны. Сейчас практически во всех мониторах заявленное время переключения составляет 2— 6 мс. • Угол обзора — угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению. • Тип матрицы — технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей (пассивная и активная матрицы).

Типы матриц ЖК-монитора Пассивная Активная Монитор разделен на отдельные ячейки, В активной матрице используются каждая из которых функционирует отдельные усилительные элементы для независимо от остальных, каждый такой каждой ячейки экрана, элемент «подсвечивается» индивидуально; компенсирующие влияние емкости изображение формируется строка за ячеек и позволяющие значительно строкой путём последовательного подвода увеличить быстродействие. управляющего напряжения на отдельные В матрице электродов к каждому ячейки. электроду добавлен запоминающий Разные электроды получают электрический транзистор, который может хранить заряд циклическим методом при построчной цифровую информацию (двоичные регенерации дисплея, а в результате значения « 0» или « 1» ), и в результате разряда емкостей элементов изображение сохраняется до тех пор, исчезает, так кристаллы возвращаются пока не поступит другой сигнал. к своей изначальной конфигурации (возникает «дрожание» экрана).

Задание: 1. Выяснить характеристики других видов плоскопанельных дисплеев (см. : http: //www. sd- company. su/article/computers/flat_monitors ) и дооформить презентацию 2. Рассмотреть стандарт ТСО-03, выяснить основные требования, предъявляемые к плоскопанельным мониторам. 3. Рассмотреть сравнительные характеристики ЖК- мониторов с пассивной и активной матрицами и ЭЛТ- мониторов. 4. Определить производителей, производящих ЖК-мониторы с пассивной и активной матрицами, рассмотреть сравнительные характеристики и подобрать ЖК-монитор для работы в офисе.

Кое-что о разрешении экрана и цветовой глубине Разрешение - термин, относящийся к точности воспроизведения или деталям визуального образа. Существует ряд видеостандартов, различающихся по степеням разрешения – VGA (Video Graphics Array) и SVGA (Super VGA; дальнейшие спецификации – XGA, SXGA и др. ). SVGA может поддерживать палитру до 16. 7 млн цветов, хотя объем видеопамяти в конкретном компьютере может ограничить фактическое число отображаемых цветов. Спецификации разрешения изображения изменяются: чем больше диагональный размер экрана монитора SVGA, тем больше пикселей он может показать по горизонтали и вертикали. Небольшие мониторы SVGA (диагональ 14') обычно дают разрешение 800 х 600, а самые крупные (диагональ 20' и более) могут выводить 1280 х 1024 или даже 1600 х1200 пикселей. XGA - стандарт для карт и дисплеев, способных к разрешению до 1024 х 768 пикселей. SXGA используется, чтобы описать размер экрана 1280 x 1024. SXGA характеризуется необычным отношением сторон - 5: 4, в то время как VGA, SVGA, XGA и UXGA традиционно придерживаются 4: 3. WUXGA - широкоформатная версия UXGA, совместимая с телевидением высокой четкости (ТВЧ или HDTV, где структура кадра 1920 х1080, а соотношение сторон 16: 9). Характеристики стандартов см. в таблице на следующем слайде

Характеристики видеостандартов

Цветовая глубина Каждый пиксель изображения на экране создается в результате комбинации трёх различных цветовых сигналов. Точное состояние каждого пикселя управляется интенсивностью этих цветов и количеством информации, которая сохранена о пикселе и определяет его цветовую глубину. Чем больше битов используются в описании пикселя ( «битовая глубина» ), тем более точны цветовые детали изображения. Режим 256 цветов использует 8 бит для каждого пикселя, обычно 2 бита для синего и по 3 бита для зеленого и красного цветов. Из-за его относительно низких требований к видеопамяти этот режим широко используется, особенно в персональных компьютерах для деловых приложений. Режим High colour использует по 2 байта информации на пиксель, занимая 5 битов для синего, 5 для красного и 6 для зеленого цветов. В результате достигаются 32 уровня интенсивности для синего и красного и 64 уровня для зеленого цветов при небольшой потере качества видимого изображения, но более низких требованиях к видеопамяти и большем быстродействии. См. таблицу на следующем слайде

Цветовая глубина монитора и видео-стандарты

Интерфейсы мониторов (типы разъёмов» ) VGA(D-Sub) - аналоговый интерфейс подключения мониторов. Применяется принцип двойного преобразования сигнала в аналоговый формат и обратно (это приводит к потере качества при подключении цифровых устройств отображения - LCD мониторов, плазменных панелей, проекторов). Совместим с видеокартами с DVI-I и аналогичным разъёмом. DVI-D - базовый тип DVI интерфейса. Подразумевает только цифровое подключение, поэтому не может использоваться с видеокартами, имеющими только аналоговый выход. Применяется в видеоадаптерах персональных компьютеров. Он обеспечивает передачу сигнала в цифровой форме непосредственно с видеоадаптера компьютера или ноутбука на проектор. При этом не используется промежуточное цифро- аналоговое изображение (как в стандарте S-Video или в композитном видеосигнале), что позволяет получать картинку более высокого качества. Разъем DVI-D полностью цифровой, к нему можно подключать только цифровые мониторы. Такой разъем отличается от разъема DVD-I отсутствием четырех отверстий (контактов) вокруг горизонтальной прорези. Как правило, такой интерфейс используется только в дешевых видеокартах. DVI-I - расширенный вариант интерфейса DVI-D. Содержит 2 типа сигналов - цифровой и аналоговый. Видеокарты можно подключать как по цифровому, так и по аналоговому соединению, видеокарту с VGA(D- Sub)-выходом можно подключить к нему через простой пассивный переходник или специальным кабелем. универсальный комбинированный разъем DVI-I. Он позволяет подключать как цифровые, так и аналоговые мониторы (при наличии переходника с DVI- См. дополнительно: типы дисплеев I на 15 -контактный VGA D-Sub) и принцип формирования цвета.

Другие типы компьютерных «разъёмов» HDMI - адаптация DVI-D для бытовой аппаратуры, дополненная цифровым интерфейсом для передачи многоканального звука. Присутствует фактически во всех современных LCD-телевизорах, плазменных панелях и проекторах. Для подключения к HDMI разъёму видеокарты с интерфейсом DVI-D или DVI-I достаточно простого пассивного переходника или кабеля соответствующими разъёмами. Видеокарту только с VGA(D-Sub) разъёмом подключить к HDMI невозможно. Display. Port – интерфейс «видеокарта-монитор» , замена DVI-D/DVI-I, но не HDMI. Display. Port – принципиально новый тип цифрового интерфейса для связи видеокарт с устройствами отображения; предназначен для замены как интерфейса DVI, используемого для подключения внешних мониторов, так и LVDS, используемого для подключения встроенных дисплеев портативных устройств (ноутбуков, PDA и т. п. ). Подробно о Display. Port см. : http: //www. nix. ru/support/faq/show_articles. php? number=691&faq_topics=Display. Port

Дополнительно: Другие типы «разъёмов» (передача видеосигнала с компьютера) Композитный видеовыход предназначен для передачи по одному проводу всех составляющих видеосигнала в смешанном виде. Обычно композитный разъем представляет из себя желтое гнездо RCA, или универсальный разъем SCART. Для передачи композитного видеосигнала используется коаксиальный кабель с разъемами RCA ("тюльпан") на концах. Компонентный видеовыход Компонентный видеосигнал содержит сигнал яркости (Y) и два цветоразностных сигнала (U и V). Для вывода изображения используется чересстрочная (interlaced) и прогрессивная (progressive) развертка. Чересстрочная развертка применяется во всех существующих системах телевизионного вещания. Прогрессивная развертка применяется в современном телевизионном стандарте HDTV и в современных DVD- проигрывателях, так как позволяет получить более высокое качество изображения. Для передачи такого видеосигнала используются три отдельных коаксиальных кабеля, на концах которых находятся разъемы RCA ("тюльпан") или разъемы BNC.

Разъем S-Video обычно используется для вывода Видеовыход S-Video видеосигнала с видеокамер, ПК и игровых приставок на бытовые телевизоры и другую бытовую видеотехнику. Интерфейс S-Video использует две сигнальные линии - сигнал цветности (C) и сигнал яроксти (Y). При использовании в качестве источника сигнала DVD плеера или спутникового ресивера и телевизора с диагональю от 25" этот интерфейс позволяет получить более качественное изображение, чем композитный видеосигнал. Для передачи цветного изображения на ЭЛТ-монитор Видеовыход RGB используются сигналы интенсивности каждого из цветов RGB, а также сигналы горизонтальной (H) и вертикальной (V) разверток. В сумме получается пять сигналов - RGBHV. Для передачи сигнала RGB используют 5 коаксиальных кабелей, оснащенных разъемами BNC.

Современное состояние вопроса А) Новые графические карты обычно оснащаются двумя выходами DVI. С помощью переходника можно легко изменить интерфейс Б) Типы разъёмов DVI

Наконец, поговорим о Сенсорных экранах О принципах работы и классификации см: http: //ru. wikipedia. org/wiki/Сенсорный_экран Резистивный СЭ Ёмкостный СЭ Проекционно-ёмкостный СЭ

Контрольные вопросы: 1. Опишите принцип действия ЭЛТ- и ЖК-мониторов. В чем состоят их основные достоинство и недостаток? 2. Что такое теневая маска, апертурная решетка, щелевая маска? Как влияют эти технологические решения на выбор монитора? 3. В чем состоит отличие активной матрицы от пассивной? 4. Опишите принцип работы плазменных дисплеев. 5. Опишите принцип работы дисплеев на органических светодиодах. 6. Дайте характеристику интерфейса мониторов. 7. Что такое сенсорный экран? 8. Что такое спецификации ТСО - 03? 9. В чем состоит отличие между композитными, цифровыми и аналоговыми дисплеями? 10. Что такое частота горизонтальной и вертикальной развертки? Как эти характеристики влияют на выбор монитора для рабоыт в офисе? 11. Что такое разрешение экрана?