- Монитор (дисплей) - устройство визуального представления данных, а также устройство отображения компьютерной информации в виде таблиц, рисунков, чертежей, текста, видеоизображения на экране, которые являются неотъемлемой частью монитора.
Благодаря инерционности зрения
человек видит на экране слитное, зачастую
динамическое изображение. Любое изображение
на экране монитора состоит из множества
дискретных точек, называемых пикселями
(pixel - picture element). Дисплей взаимодействует
со своим адаптером, который может также
называться видеокартой, видеоадаптером
или контроллером. Дисплей и адаптер очень
тесно связаны между собой и совместно
определяют качество изображения - разрешение,
количество воспроизводимых цветов, скорость
регенерации. Разрешение зависит от размеров
экрана и минимального элемента изображения.
Способность адаптера выводить на экран
монитора изображение с заданным разрешением
и глубиной цвета (числом цветовых оттенков)
определяется объёмом установленной оперативной
памяти на плате адаптера.
По принципу действия мониторы
условно делятся на две группы: мониторы
на основе электронно-лучевой трубки и
плоскопанельные мониторы.
Рассмотрим более подробно
мониторы на основе электронно-лучевой
трубки и их принцип работы. Принцип действия
таких устройств похож на принцип действия
телевизоров и заключается в том, что испускаемый
электронной пушкой пучок электронов,
попадая на экран вызывает его свечение.
Текстовое или графическое изображение
на экране монитора состоит из множества
дискретных точек люминофора, которые
представляют собой минимальный элемент
изображения, и называется пикселями.
На качество изображения на экране монитора
ЭЛТ влияют следующие параметры люминофора:
- Минимальный размер пикселя,
зависящий от зернистости люминофора
и определяет решающую способность ЭЛТ.
- Минимальное время послесвечения пикселя. Высвеченный пиксель должен светиться до тех пор, пока электронный луч не вернется для его активации в следующем кадре. Если это требование не выполняется, то экран монитора мерцает, и потребуется восстановление изображения, то есть регенерация.
Персональные компьютеры комплектуются
цветными аналоговыми мониторами, которые
относятся к типу RGB- мониторов. Цветные
изображения на экране мониторов ЭЛТ формируется
по принципу пространственного усреднения
цвета, для чего необходимо следующее:
- Чтобы внутренняя поверхность
экрана покрывалась люминофором трех
базовых цветов.
- Чтобы использовались три планарно-расположенные электронные пушки с отдельными схемами управления от базовых цветов.
Таким образом можно выделить
следующие параметры ЭЛТ- мониторов:
- Размер экрана по диагонали
от 14 и более.
- Разрешающая способность- количество
пикселей по горизонтали и по вертикали
экрана монитора.
- Частота регенерации экрана-число
обновлений кадров изображения в секунду на экране.
В мониторах на основе ЭЛТ происходит
преобразование энергии луча электронов
в энергию видимого света. В качестве основного
элемента формирования изображения используется
кинескоп. Изображение на экране ЭЛТ появляется
вследствие свечения нанесенных на его
поверхность триад элементов люминофора
(вещества, испускающие свет при попадании
на них разогнанных электронов).. В зависимости
от конструкции специальной маски,
представляющей собой металлический экран
с проделанными в нем отверстиями, расположенными
напротив элементов триад маски, а так
же формы и расположения отверстий, проделанных
в ней, ЭЛТ может быть трех типов:
ЭЛТ с теневой маской (shadow mask); У ЭЛТ этого типа маска представляет собой металлическую (обычно инваровую) сетку с круглыми отверстиями напротив каждой триады элементов люминофора. К недостаткам ЭЛТ с теневой маской следует отнести то, что большое количество электронов (порядка 70%) задерживается маской и не попадает на люминофорные элементы. в ЭЛТ такого типа приходится использовать люминофор с большей светоотдачей, что приводит к некоторому ухудшению цветопередачи. Если же говорить о достоинствах ЭЛТ с теневой маской, то следует отметить хорошую четкость получаемого изображения и их относительную дешевизну.
ЭЛТ с апертурной решеткой (aperture grill); В такой ЭЛТ точечные отверстия в маске (обычно изготавливаемой из фольги) отсутствуют. Вместо них в ней проделаны тонкие вертикальные отверстия от верхнего края маски до нижнего. Экран таких ЭЛТ представляет собой часть цилиндра большого диаметра. В результате он полностью плоский по вертикали и чуть выпуклый по горизонтали. Достоинством таких ЭЛТ по сравнению с предыдущим, является более насыщенными цветами и более контрастным изображением, а так же более плоский экран, что достаточно ощутимо снижает количество бликов на нем. К недостаткам можно отнести чуть меньшую четкость текста на экране.
ЭЛТ со щелевой маской (slot mask). ЭЛТ с щелевой маской представляет собой компромисс между двумя уже описанными ранее технологиями. Здесь отверстия в маске, соответствующие одной триаде люминофора, выполнены в виде продолговатых вертикальных щелей небольшой длины.
В настоящее время экраны мониторов,
основанные на ЭЛТ потеряли свое значение
на рынке. Более востребованными стали
мониторы, получившие название плоскопанельными,
которые в отличие от мониторов ЭЛТ меньшей
массы и более удобны в использовании,
кроме этого их площадь намного меньше,
что позволяет пользователю расположить
монитор где угодно и занять наименьшую
площадь поверхности рабочего стола.
Итак, плоскопанельные мониторы на жидких
кристаллах наиболее распространены .
Основным элементом ЖК- монитора является
ЖК-экран, который состоит из двух панелей,
между которыми размещен слой жидкокристаллического
вещества, находящегося в жидком состоянии,
но обладающего свойствами, присущими
кристаллическим тонам.
Экран ЖК-монитора- совокупность отдельных
ЖК-ячеек с матричной структурой, каждая
из которых дает 1 пиксел изображения.
В мониторах такого типа используется
изменение оптических свойств термотропных
ЖК при воздействии внешнего электрического
поля. ЖК- ячейки для плоских экранов современных
мониторов строят на основе твист-эффекта.
Каждая ячейка управляет интенсивностью
проходящего через нее света. Поэтому
ЖК-мониторы всегда используют подсветку.
Формирование изображения на такого
типа экранах монитора представляет собой
импульсное управление отдельными ячейками
триад, решение которой возложено на контроллер.
Его основными функциями является:
- Синхронизация по частоте и
фазе выходных синхросигналов, формируемых
схемами управления строками и столбцами.
- Аналого-цифровое преобразование
видеосигнала.
Экран выполняется в виде мозаичной
структуры, состоящей из зёрен люминофора
трёх цветов свечения: красного (Red), зелёного
(Green) и синего
(Blue). Зёрна расположены
тройками (триадами). Принцип действия
цветного дисплея базируется на физиологической
особенности зрения человека. Изменяя
интенсивность свечения трёх основных
цветов (RGB), можно получить любой цвет
или оттенок. Такой способ получения любых
цветов является одной из систем цветопередачи
и назван RGB - системой.
- Видеоадаптеры. Видеоадаптер является промежуточным звеном между компьютером и монитором, которое представляет собой устройство, непосредственно управляющее монитором и выводом информации на экран. На него возлагается функция формирования сигналов, которые обеспечивают вывод изображения. Видеоадаптер определяет характеристики видеосистемы:
- Максимальное разрешение и
частоты развертки
- Максимальное количество отображаемых
цветовых оттенков.
- Скорость обработки и передачи
видеоинформации.
В настоящее время выделяют
два типа режима работы видеоадаптера,
которые отличаются между собой способом
формирования видеосигнала: графический
и текстовый. Для графического режима
характерна возможность индивидуального
управления каждым пикселя выводимого
на экран изображения. Ячейки памяти в
графическом режиме сканируются с частотой
кадровой развертки, и всего лишь за один
цикл выводятся на экран. В текстовом же
режиме изображение на экран монитора
выводится в виде отдельных символов.
Экран и видеопамять в этом режиме имеют
матричную организацию. Но главной особенностью
текстового режима является то, что адресуемый
элемент экрана –не пиксел, а знакоместо.
- Устройства речевого
вывода - это различные синтезаторы звука, которые выполняют преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру. Устройства ввода – вывода (УВв) речевой информации относятся к совмещенным периферийным устройствам. Системы речевого общения строятся на базе специализированных речевых процессоров. Анализатор реализуется аппаратно и представляет собой специализированное устройство, включающее в себя электронные схемы, называемые предпроцессором. Предпроцессор - программно-управляемое аналогово-цифровое устройство, которое осуществляет спектральный анализ речевого сигнала с последующим преобразованием данных в цифровую форму. Для обеспечения стабильной работы в схему анализатора введены усилители, охваченные обратной связью, которые осуществляют автоматическую регулировку усиления амплитуды сигнала.
- Принтеры. Принтеры - это внешнее периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текстовой или графической информации, хранящееся в компьютере, на твёрдый физический носитель. Принтер, действительно, печатает выводимую информацию, при этом использует растровый принцип формирования изображения. Принтеры относятся, как правило, к наиболее развитой группе внешних устройств персональных компьютеров, которая насчитывает несколько тысяч различных моделей. К основным классификационным признакам принтеров относится:
- принцип нанесения изображения
на бумагу( струйные, матричные, лазерные, термические).
- Цветность изображения( черно-белые,
цветные)
- Способ печати
- Способ формирования символов(
знакосинтезирующие и знакопечатающие)
- Ширина каретки( принтеры с
широкой и узкой кареткой)
Матричные принтеры. Этот вид принтеров относят
к печатающим устройствам ударного типа,
то есть изображение формируется из точек
ударами по красящей ленте. Под действием
управляющих сигналов, поступающих на
электромагниты, иголки "выколачивают"
краску из ленты, оставляя следы на бумаге.
К достоинствам матричных принтеров можно
отнести следующее:
- Низкая стоимость принтера
и расходных материалов, то есть красящей
ленты;
- Возможность одновременно печатать
несколько копий документа;
- Возможность печатать как на
отдельных листах бумаги, так и на перфорированном
рулоне.
- Струйные принтеры. Осуществляют печать с помощью струи жидкого красителя, а именно чернил. Печатающие головки струйных
принтеров вместо иголок содержат тонкие
трубочки - сопла, через которые на бумагу
выбрасываются капельки чернил. Печатающие головки струйных
принтеров создаются с использованием
следующих типов подачи красителя:
Непрерывная подача (Continuous Ink Jet) — подача красителя во время печати происходит
непрерывно, факт попадания красителя
на запечатываемую поверхность определяется
модулятором потока красителя.
Подача по требованию — подача красителя из сопла
печатающей головки происходит только
тогда, когда краситель действительно
надо нанести на соответствующую соплу
область запечатываемой поверхности.
Именно этот способ подачи красителя и
получил самое широкое распространение
в современных струйных принтерах.
Достоинством такого типа принтеров
по сравнению с ударными способами является
высокая скорость печати, низкая стоимость
устройства и эксплуатационных расходов,
малый шум работы.
Также немаловажным фактором
эффективности работы струйных принтеров
является качество чернил, которые должны
быть несмазывающимися, оставаться влажными
на соплах и не пересыхать.
По количеству выдаваемых
цветов струйные принтеры можно разделить
на:
черно-белые (одноцветные, monochrome)
цветные (многоцветные, color).
Цветное изображение при печати формируется
наложением друг на друга четырех основных
цветов, группа которых получила название
CMYK. Кроме базовых цветов CMYK, цветной принтер
может быть снабжен лайтами (Light Cyan и Light
Magenta), повышающими видимое разрешение,
при низкой заливке и цветовой охват изображения.
Принтеры, предназначенные для печати
по цветным материалам дополнительно
снабжены белым цветом. Струйные принтеры
печатают только на листовой бумаге. Особенностью
таких принтеров является небольшое количество
органов управления. Перевод строки, смена
шрифтов и другие операции выполняет компьютер.
Также стоит отметить достоинства струйных
принтеров, к ним относятся: