Параметры монитора

Дисплей

Самым главным устройством вывода визуальной информации в PC является дисплей (display — устройство отображения) Дисплей может быть основан на различных физических принципах: здесь применимы электронно-лучевые трубки, газоплазменные матрицы, жидкокристаллические индикаторы и другие приборы. Наибольшее распространение получили дисплеи на электронно-лучевых трубках, которым и уделим здесь основное внимание, об остальных лишь кратко упомянем

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) по-английски сокращенно называется CRT (Cathode Ray Tube — катодно-лучевая трубка). Иногда CRT расшифровывается и как Cathode Ray Terminal, что соответствует уже не самой трубке, а устройству, на ней основанному. Вместо сокращения ЭЛТ можно использовать и название кинескоп — это ЭЛТ с электромагнитной системой отклонения луча, что всегда применяется и в телевизионных, и в компьютерных мониторах. Первые дисплеи на ЭЛТ появились еще до PC, и в них кроме ЭЛТ с окружающими ее схемами генераторов развертки и видеоусилителей находились и узлы, формирующие изображение (чаще — алфавитно-цифровое). Такие дисплеи применяются и сейчас как терминалы многопользовательских машин (например, UNIX-систем). В персональных компьютерах узлы, формирующие изображение, переехали в системный блок, в результате чего дисплей функционально упростился и стал похож на монитор, применяемый в телевидении. Монитор содержит только ЭЛТ с видеоусилителями сигналов яркости лучей, генераторы разверток, блок питания и схемы управления этими узлами. Традиционный телевизионный монитор имеет низкочастотный вход композитного видеосигнала или (и) раздельные входы модуляции лучей и рассчитан на работу в стандартах PAL, SECAM или NTSC, определяющих способы цветопередачи и фиксирующих частоты синхронизации. Монитор компьютера должен обеспечивать существенно более широкую полосу пропускания видеосигнала, поэтому композитный вход для него неприемлем. Кроме того, этому монитору приходится работать с разными параметрами синхронизации, которые зависят от выбранного режима разрешения и требований к развертке. Параметры синхронизации могут меняться в процессе работы, и компьютерный монитор должен отрабатывать эти переключения режимов.

Мониторы подразделяются на монохромные (Monochrome или Mono) и цветные (Colour или Color).

Монохромные мониторы могут быть как черно-белыми, так и черно-зелеными или черно-желтыми. Люминофор с желтым и зеленым свечением применялся в первых мониторах, предназначенных для адаптеров MDA и HGC. Эти мониторы обеспечивали передачу лишь трех уровней градации яркости и имели довольно длительное послесвечение. Черно-белые мониторы применялись (очень редко) для адаптеров EGA и до сих пор используются с адаптерами классов VGA и SVGA. Эти мониторы сочетают высокую разрешающую способность (у них отсутствуют трехцветные зерна люминофора) с низкой ценой. Высокая четкость изображения при режимах высокого разрешения позволяет длительно работать с текстом, не утомляя глаза (автор этих строк — приверженец данного типа мониторов). Эти мониторы достаточно компактны и потребляют немного энергии (около 30 Вт). К сожалению, эта линия мониторов практически перестала развиваться — трудно найти монитор, поддерживающий режим 1024x768 и выше, а цифровое управление в таких мониторах, похоже, и не применяется. Многие современные приложения ориентированы на цветное изображение, и работа с ними на монохромном мониторе становится некомфортной.

Цветные мониторы получили наибольшее распространение несмотря на довольно высокие цены. Первые цветные мониторы, имеющие цифровой интерфейс, использовались с адаптерами CGA и EGA. Мониторы CGA работали на частотах, близких к телевизионным, и некоторые умельцы подключали вместо них цветные телевизоры. Однако по качеству изображения телевизор обычно уступает монитору. Мониторы EGA имели возможность переключения частот развертки и обеспечивали довольно высокое качество изображения. В настоящее время распространены мониторы классов VGA и SVGA, имеющие аналоговый интерфейс. Мониторы VGA, допускающие работу в режиме 640x480, практически вытеснены мониторами класса SVGA, которые должны поддерживать по крайней мере режим 800x600. Именно об этих мониторах в основном и пойдет речь.

Главным параметром монитора является размер диагонали экрана Screen Size, который принято измерять в дюймах. По умолчанию считается, что ширина экрана больше его высоты и соотношение этих размеров составляет 4:3. Такую ориентацию можно назвать «пейзажной» (Landscape), хотя это определение обычно опускают. Заметим, что стандартные графические режимы с высоким разрешением (640x480, 800x600 и далее) имеют то же соотношение числа точек в строке и числа строк. Этим достигается неискаженное изображение фигур: квадрат на экране будет иметь стороны с одинаковым числом пикселов. Существуют и мониторы с «портретной» (Portrait) ориентацией, у которых высота больше ширины. Это вовсе не повернутые на бок обычные мониторы, поскольку строки развертки у них остаются горизонтальными. Данный тип монитора предназначен для издательских систем и позволяет более полно использовать площадь экрана при выводе книжных страниц. В настоящее время «портретные» мониторы встречаются редко, а в издательской деятельности чаще используют «просто» большие мониторы (17", 20" и больше) Размеры экранов приведены в табл. 5.1. Заметим, что указанный размер диагонали не является размером изображения, выводимого с гарантированным уровнем качества. По краям экрана (особенно по углам) возможны геометрические искажения, нарушение фокусировки и сведения лучей. По этим причинам изображение (видимая часть растра) выводится на меньшую площадь. Так, например, для 15" экрана размер видимой (высококачественной) части изображения может составлять, например, 13,7". Если изготовителю монитора удается добиться почти полного использования поверхности, он не забудет отрекламировать эту особенность. Иногда случается и так, что производитель, добившийся лучшего использования углов, укажет завышенный размер диагонали экрана, определяющий продажную цену монитора.

Табл5.1. Размеры экрана мониторов

Диагональ, дюймы	Размер по горизонтали	Размер по вертикали
	Мм	Дюймы	Мм	Дюймы
		11,2		8,4
		12,8		9,6
		13,6		10,2
		16,8		12,6

Для цветных мониторов важным параметром является размер зерна экрана. Здесь уместно пояснить принцип работы цветной ЭЛТ. Ее экран покрывается не однородным слоем люминофора, как это делается в монохромных трубках, а отдельными зернами-триадами. Каждое зерно состоит из трех крупиц люминофора, которые при попадании на них потока электронов светятся базисными цветами. Крупицы триад имеют строго фиксированное относительное расположение, и сами триады наносятся на поверхность в виде равномерной матрицы. Крупицы каждого цвета «обстреливаются» из отдельной электронной пушки через теневую маску с отверстиями, соответствующими зернам матрицы. Точность попадания лучей именно в свои крупицы обеспечивается тщательностью изготовления кинескопа и настройкой системы сведения лучей. Шаг матрицы зерен экрана — Dot Pitch — принято измерять в миллиметрах. В первом приближении можно считать, что он совпадает и с размером зерна. Однако отождествлять эти два параметра не очень корректно, и параметр Dot Pitch лучше перевести как зернистость экрана, но не размер зерна. Существуют мониторы с зернистостью 0,42, 0,39, 0,31, 0,28, 0,26 мм и тоньше.

Кроме кинескопов с теневой маской (Shadow Mask) существует и конструкция с апертурной решеткой (Apperture Grilles) — так называемые щелевые трубки Trinitron (изобретение фирмы Sony), но суть эффекта зернистости для них остается в общем той же.

По зернистости и размеру экрана можно определить «честную» разрешающую способность экрана, поскольку зерно является мельчайшей единицей изображения. Количество зерен по строке равно ширине рабочей области, деленной на зернистость. Однако (может, для сокрытия реальной картины?) размер экрана задают по диагонали, а не как ширину и высоту, причем указывается внешний размер, а не размер рабочей области, и в дюймах, а не в миллиметрах. Так что пользователю, которого утомят длинные пересчеты, остается поверить, что для режима 800x600 зернистость 0,28 мм экрана 14" является приемлемой. А вот для режима 1024x768 при такой же зернистости только-только хватает экрана размером 15". Конечно, никто не запретит использовать и режимы с большим разрешением на небольших или (и) крупнозернистых мониторах, но качество отображения мелких элементов будет оставлять желать лучшего. В результате работа (не игра) на таком мониторе будет сильно утомлять и может даже привести к ухудшению зрения.

На реальную разрешающую способность влияет и полоса пропускания видео-тракта (Video Bandwidth). Ее связь с выбранным видеорежимом (количество точек и строк) и параметрами развертки (частота и режим) была показана выше. При недостаточно широкой полосе пропускания мелкие детали — точки или вертикальные линии толщиной в один пиксел — могут становиться нечеткими и даже незаметными. В технических данных на монитор обычно указывают предельное разрешение и максимальные частоты разверток. Однако это вовсе не означает, что максимальное разрешение можно использовать на максимальной частоте, да еще и при нечередующейся развертке. Оценить предел возможностей позволяет полоса пропускания. Заботливый производитель, конечно, избавит пользователя от решения таких головоломных задач и приведет таблицы оптимальных настроек для всех режимов (если ему нечего стесняться). Грубо требуемую полосу пропускания можно оценить как произведение частоты горизонтальной развертки на число точек в строке и на поправочный коэффициент 1,3. Так, например, для прогрессивной развертки с частотой кадров 75 Гц для режима 800x600 требуется полоса 45 МГц, для 1024x768 — 75 МГц, а для 1280x1024 — 125 МГц.

Дата добавления: 2014-01-06