Типы принтеров, характеристики, принципы действия. Распространенные модели

Техническая характеристика и устройство современных мониторов для ПК

Устройство и техническая характеристика наиболее распространенных видеокарт ПК. Шейдеры

К устройствам вывода относятся: Видеокарты и мониторы, Принтеры, Плоттеры, Звуковые платы и колонки.

Видеоадаптер – устройство для сопряжения ПК с монитором.

Современные чипсеты, как указывалось выше, могут иметь высококачественные видеоподсистемы, например Intel^® Graphics Media Accelerator X4500 с поддержкой Microsoft DirectX 10. Данные видеоподсистемы используют основную оперативную память для своей работы.

Однако, наибольшие возможности для работы с графикой имеют ви­деокарты интерфейса PCI Ex­press фирм NVIDIA (GeForce) и ATI (Radeon, см. рисунок 2.30), которые используют собственный графиче­ский процессор, использующий специальные технологии обработки графической информации, и собст­венную видеопамять большого объ­ема.

Программы генерации видеоизображения (шейдеры) подразделяются на вершинные, пиксельные и геометрические шейдеры (последние только для DirectX 10 и 11). Вершинные программы-шейдеры отвечают за построение и изменение 3D-объектов, построенных из трехмерных точек (вершин). Пиксельные программы-шейдеры позволяют менять цвета и интенсивность пикселей в результате каких-либо событий в программах. Геометрические шейдеры изменяют параметры трехмерных изображений, позволяют ломать, модифицировать и уничтожать их. Новые стандарты графического интерфейса DirectX 10 и 11 опираются на архитектуру унифицированных (единых) шейдеров, то есть структура кода вершинных, геометрических и пиксельных программ единая, хотя шейдеры выполняют разную работу.

Следует заметить, что стоимость видеокарт с памятью 512 МБ 1500-3000 руб. и выше, цена самых новых видеокарт доходит до 14000 руб.

Современные видеокарты могут обеспечивать работу с разрешением до 2560 на 1600 пикселей, выходы DVI, VGA, HDTV (разрешение HDTV 1920×1080, обычное DVD качество – 720×576).

Видеокарты могут потреблять до 300 Вт электроэнергии и выделять соответствующее количество тепла при этом. Подобное количество тепла, выделяемое с поверхности одного кремниевого чипа, может легко его сжечь кристалл. Охлаждение процессора и памяти видеокарт обычновыполняется с помощью кулера (вентилятор + радиатор).

Видеоадаптер	Процессоры, частота, МГц	Память, частота МГц	Тип памяти	Число потоковых процессоров	Объем памяти
GeForce GTS 250			GDDR3 256bit		512 МБ
GeForce GTX 260			GDDR3 448bit		896 МБ
GeForce GTX 295			GDDR3 448 bit		1792 МБ
Radeon HD 4870			GDDR5 256 bit		512 МБ
Radeon HD 5770			GDDR5 256 bit		1024 МБ
Radeon HD 5970 (двухпроцессорный)	2 по 725		GDDR5 256 bit	2×1600	2×1024 МБ

Монитор – устройство отображения графической информации, формируемой видеоадаптером.

В настоящее время основным типом мониторов для ПК является жидкокристаллический (ЖК, LCD – Liquid Crysta Display). До недавнего времени выпускались и использовались ЭЛТ (CRT) мониторы на основе электронно-лучевой трубки. Кроме того, существуют плазменные панели большого размера (42" – 60"), которые в основном используются в домашних кинотеатрах. Во всех типах мониторов для формирования цветного изображения используется цветовая схема RGB. Основные характеристики современного монитора следующие. Размер экрана – обычно измеряется по диагонали в дюймах и составляет у современных ЖК-мониторов 17, 19, 20, 21, 22, 24, 27, 30, 32, 40, 46 (стоимость соответственно от 6000 до 88000 руб.). Разрешение (разрешающая способность) – характеризует способность отображать на экране определенное количество точек по горизонтали и вертикали. Частота кадровой развертки или частота смены кадров, выраженная в герцах (Гц) – сколько в секунду изображение обновляется. Поэтому желаемым значением было 80 - 85 Гц. Для ЖК-мониторов используется частота 60 Гц, т. к. изображение у них не мерцает. Шаг точки – это расстояние по диагонали между двумя пикселями жидких кристаллов или точками люминофора одного цвета. Этот размер обычно выражается в миллиметрах (например, 0,297 мм). Яркость – обычно имеет значение 250 – 300 кд/кв. м. Контрастность 400:1, 550:1, 600:1. Время отклика пикселя 8 – 16 мс. Угол обзора: по горизонтали (например, 170°) и по вертикали (170°). Ориентация экрана у ЖК-монитора в отличие от ЭЛТ-монитора может быть как ландшафтная (горизонтальная), так и портретная (вертикальная). Тип подключения ЖК-монитора к видеокарте компьютера может быть цифровой – DVI-интерфейс или аналоговый – VGA-интерфейс (у старых моделей).

Принцип работы ЖК монитора следующий.

Слой жидкокристаллического вещества (ЖКВ) располагается между двумя полированными прозрачными пластинами, сделанными из свободного от натрия и очень чистого стекла, на которые нанесены прозрачные электроды, управляющие каждой ячейкой структуры TFT. На стеклянных панелях имеются бороздки, которые ориентируют молекулы ЖКВ в определенном направлении. С двух сторон от стекол находятся поляризаторы, оси которых перпендикулярны. Это требуется потому, что плоскость поляризации светового луча поворачивается на 90° при прохождении ЖК-слоя. С внешней стороны экрана располагаются светофильтры, с помощью которых формируются пиксели из трех ячеек основных цветов (RGB). ЖК-панель освещается источником света сзади, то есть работает на прохождение света. Свет от лампы подсветки, пройдя поляризатор и стеклянную пластину, попадает в слой ЖКВ. Если на элементарную ячейку не подано напряжение, то при прохождении света через слой жидкого кристалла его поляризация поворачивается в соответствии с поворотом оптической оси кристалла. В результате на выходе свет пройдет через второй поляризатор, и этот пиксель дисплея выглядит для наблюдателя окрашенным в один из трёх цветов RGB (в зависимости от фильтра), сумма максимальных яркостей трёх сабпикселей дает белый цвет. Если же на электроды пиксельной ячейки подано напряжение, то свет пройдет слой жидкого кристалла, не изменив своей поляризации, и поляризатор на выходе не пропустит его. Этот пиксель будет выглядеть черным на светлом фоне.

Управление каждым сабпикселем выполняется активно (активная матрица), с помощью двух транзисторов и прозрачного электрода. Транзисторы сформированы на прозрачной пленке и выполнены либо из аморфного (a-Si), либо из поликристаллического кремния (p-Si). Поданный уровень напряжения удерживается и сохраняется до следующего сигнала. В принципе, поскольку каждым сабпикселем управляют индивидуально через адресные линии строк и столбцов, необходимости в регулярном обновлении всех элементов изображения нет – достаточно скорректировать управляющие сигналы в тех областях, где изображение изменилось.

Принтер – устройство вывода на бумагу текстовой и графической информации. В настоящее время широкое распространение получили 2 типа принтеров: лазерные – в организациях, для печати большого количества документов ежедневно, и струйные – в домашних условиях с возможностью печати цветных изображений. Ранее использовались также матричные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество печати, чем струйные.

Лазерный принтер использует фотоэлектронный способ печати, основанный на формировании лазером изображения на заряженной светочувствительной поверхности промежуточного носителя (фотобарабана) в виде электростатического рельефа, притягивающего частицы красителя, которые далее переносятся на бумагу. Наиболее известными фирмами-разработчиками лазерных принтеров являются Hewlett-Packard, Epson, Lexmark, Canon, Toshiba.

Цветные лазерные принтеры делятся на однопроходные и четырёхпроходные. В однопроходных все 4 картриджа (цветовая схема CMYK – Cyan, Magenta, Yellow, blacK) расположены последовательно по ходу движения бумаги, у каждого картриджа имеется свой фотобарабан и свой источник лазер. Качество печати зависит от многих факторов. Основной параметр, по которому можно судить о качестве печати, – это разрешение принтера (измеряется в точках на дюйм – dpi). Современные лазерные принтеры печатают с разрешением от 600 dpi до 2400 dpi. Скорость печати лазерного принтера измеряется в страницах в минуту и для обычных принтеров находится в диапазоне от 10 – 14 страниц в минуту. При печати сложных графических изображений скорость печати лазерного принтера может снижаться. Высокопроизводительные сетевые принтеры обеспечивают скорость печати более 20 страниц в минуту.

Память лазерного принтера, который обрабатывает информацию постранично, должна обеспечивать большое количество вычислений. Например, при разрешении 300×300 dpi на странице формата А4 насчитывается почти 9 млн. точек, а при разрешении 1200x1200 - более 140 млн. Минимальной величиной памяти лазерного принтера считается 1 Мбайт, а в основном используют память от 2 до 4 Мбайт, причем цветные лазерные принтеры обладают еще большей памятью. Сетевой лазерный принтер может иметь и внешнюю память (винчестер). Интерфейс подключения самый распространенный – USB. И здесь есть несколько нюансов: существует две версии – USB 1.1 и USB 2.0 (HiSpeed USB). Формат бумаги – в основном лазерные принтеры используют для печати бумагу формата А4 и только некоторые модели обеспечивают печать на листах формата A3. Языки управления принтером и драйверы. Принтер – устройство растровое, и чтобы превратить отправленный на печать документ в образ, понятный принтеру, нужна программа, которая выполнит все преобразования (масштабирование, растрирование и т.д.). Этим занимаются драйверы с помощью языка описания страниц. На вершине иерархии находится язык Postscript – аппаратно независимый язык, гарантирующий, что распечатки, полученные на разных принтерах от разных производителей, будут выглядеть одинаково.

Струйные принтеры имеют печатающую головку, перемещающуюся поперек листа бумаги, имеющую набор тонких сопел, через которые выбрасываются чернила. Диаметр сопел составляют десятые доли миллиметра. В основном число сопел в моделях различных изготовителей составляет от 16 до 64. Хранения чернил обеспечивается двумя конструктивными решениями. В одном из них головка принтера объединена с резервуаром (картриджем) для чернил, причем замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки. Другое предусматривает использование отдельного картриджа, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера.

В струйных принтерах в основном используют следующие методы нанесения чернил: термическая струйная (пузырьковая) технология и пьезоэлектрический метод.

Дата добавления: 2015-04-24