Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров (Понятие монитор).pdf

Актуальность исследования. Персональный компьютер начинается с монитора. Может быть, для сервера или станции рендеринга на первый план выдвигаются другие компоненты, но персональный компьютер просто обязан иметь отличный монитор. Этот компонент компьютерной системы служит верой и правдой несколько лет и нередко переживает все остальные блоки. Иногда от исходной системы через три-четыре года остаются корпус да жесткий диск, а дисплей продолжает радовать глаз высоким разрешением и яркими цветами.

Монитор (дисплей) компьютера – это устройство, предназначенное для вывода на экран текстовой и графической информации. Его можно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение. До пятидесятых годов компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства. В то время компьютеры часто оснащали осциллографами, которые, однако, использовались не для вывода информации, а для проверки электронных цепей вычислительной машины. Впервые в 1950 году в Кембриджском университете (Англия) электронно-лучевая трубка осциллографа была использована для вывода графической информации на компьютере EDASC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Через полтора года английский ученый Кристофер Стретчи написал для компьютера «Марк 1» программу, игравшую в шашки и выводившую информацию на экран. Реальный прорыв в представлении графической информации на экране монитора произошел в Америке в рамках военного проекта на базе компьютера «Вихрь». Данный компьютер использовался для фиксации информации о вторжении самолетов в воздушное пространство США. Первая демонстрация «Вихря» прошла 20 апреля 1951 года – радиолокатор посылал информацию о положении самолета компьютеру, и тот передавал на экран положение самолета-цели, которая изображалась в виде точки и буквы T (target). Это был первый крупный проект, в котором электронно-лучевая трубка использовалась для отображения графической информации.

Цель данной работы является изучение характеристики и типов мониторов для персональных компьютеров, для достижения поставленной цели, были выделены следующие задачи:

- изучить понятие и виды мониторов;

- рассмотреть стандарты безопасности и характеристика мониторов.

Объект исследования – компьютерные мониторы.

Предмет исследования - характеристика и типы мониторов для персональных компьютеров.

Структура работы состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

Теоретической и методологической базой данной работы послужили труды российских и зарубежных авторов в области информатики, материалы периодических изданий и сети Интернет.

ГЛАВА 1 ПОНЯТИЕ И ВИДЫ МОНИТОРОВ

1.1 Понятие монитор

Первое появление компьютерных мониторов на рабочих столах в 1970-х годах вызвало бурные споры об их влиянии на здоровье и самочувствие их пользователей. Мнения расходились по целому ряду вопросов: от эргономичности рабочего места и освещения до здоровья и стресса на работе. В числе прочего было заявлено, что электромагнитное излучение, пропускаемое мониторами, будет оказывать вредное воздействие на здоровье, включая кожные заболевания и катаракту. Вскоре было обнаружено, что пользователи мониторами часто жалуются на проблемы со зрением, что усилило опасения, что работа за монитором может ухудшить зрение.

Согласно ранним исследованиям зрительных симптомов у пользователей мониторами, проблемы со зрением имели более 50 %. Сразу же был сделан вывод о том, что работа с мониторами вредна для глаз.

Более поздние исследования, использующие соответствующие статистические методы, показали другие результаты - согласно большинству из них, не было обнаружено различий в проявлении зрительных симптомов у людей, пользующихся и не пользующихся мониторами, или различие было обусловлено только обстановкой на работе.

В небольшом числе исследований показано, что у пользователей мониторами зрительные симптомы были выражены сильнее, чем у людей, не использующих их, но это касалось лишь жалоб на «зрительную усталость», но даже в этих исследованиях разница не была очень большой^[1].

Монитор – одна из важных составляющих персонального компьютера. Многие пользователи забывают об этом и подбирают его в последнюю очередь, исходя исключительно из цены. Хотя дисплей не влияет прямым образом на производительность ПК, но именно с ним визуально контактирует пользователь. От правильного выбора зависит успешность выполнения многих задач, уровень комфорта при работе на компьютере, здоровье пользователя. Оперативная память, видеокарта, процессор - все это устаревает через пару лет и требует замены. Монитор же прослужит 5-7 лет.

Мониторы для ПК бывают двух типов: ЭЛТ (с электронно-лучевой трубкой) и ЖК (жидкокристаллические). Эра ЭЛТ экранов прошла, в продаже их найти практически нереально. ЖК экраны сопоставимы с мониторами на основе ЭЛТ, но превосходят его по качеству и безопасны для здоровья. Единственным по-настоящему важным требованием к данному устройству служит качество изображения. Основные характеристики современных мониторов Матрица – основной параметр монитора. Выбор матрицы определяется спектром применения устройства: для офисной работы, для дизайнерской (обработки изображений), для игр, для пространства файлов мультимедиа. При работе с графикой и фотографиями оптимальным решением будет выбор IPS матрицы. Такие дисплеи имеют немалую цену, но хороший угол обзора и качественную цветопередачу. Мониторы с матрицей TN имеют более демократичную стоимость и являются выгодным приобретением для дома и офиса, при этом изначальные настройки цветов установлены практически по максимуму и яркость невысокая. Компромиссным решением между TN и IPS являются *VA-матрицы. Благодаря небывалой контрастности они лучше подходят для работы с таблицами и текстами.

Одна из характеристик современного монитора – размер диагонали. Для работы с офисными приложениями большая диагональ не требуется, а вот для создания дизайн-проектов и масштабных чертежей подойдет экран не менее 20 дюймов. Логичным выбором является диагональ экрана19 дюймов, об этом говорит статистика продаж. Модели с диагональю от 24 дюймов сложно отнести к простым мониторам, их поклонники – геймеры и киноманы. В основном все нынешние стороны дисплея имеют широкоформатное отношение, при котором ширина относится к его высоте в соотношении 16:10 или 16:9. Другой характеристикой является угол обзора. Этот параметр определяет угол отклонения, при котором качество видеоизображения сохраняется на прежнем уровне. На данное обстоятельство стоит обратить отдельное внимание, если монитор необходим для просмотра фильмов.

Время отклика матрицы – важный параметр для отображения динамичных объектов. Данная характеристика означает время, которое необходимо ячейкам экрана (пикселям) для изменения своего цвета и смены изображения на мониторе. Чем больше время отклика, тем выше риск возникновения видимого шлейфа за движущимися объектами. Чем меньше, тем лучше устройство воспроизведет активные сцены в играх и фильмах. Мониторы с интерфейсом DVI выделяются качественным изображением мелких деталей и цифр, а вход HDMI позволяет подключать к нему устройства для передачи картинки высокой четкости. Порт VGA дает некоторую размытость картинки. Некоторые производители оснащают ЖК - мониторы встроенными TV-тюнерами, что позволяет не только работать за компьютером, но и просматривать телевизионные передачи.

1.2 Типы мониторов

Сегодня на рынке присутствуют мониторы, выполненные по двум принципиально разным технологиям. Первая из них базируется на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), генерирующих световой поток. Более современная технология основана на свойствах жидких кристаллов (ЖК), которые работают как затворы, перекрывающие постоянный световой поток. Параметры изображения, формируемого аппаратами разных технологий, потребительские и технические характеристики мониторов на ЭЛТ и ЖК заметно различаются.

Для начала определимся с базовыми понятиями, применимыми для любого типа монитора. По сегодняшним меркам монитор с перспективой службы в несколько лет должен иметь диагональ видимой области изображения 17-18 дюймов (43-46 см). Если планируется интенсивно использовать компьютер для просмотра видеофильмов и телепередач, лучше выбрать аппарат с диагональю видимой области 19-20 дюймов (48-51 см). Размер видимой области определяет площадь, занимаемую изображением на экране. Он тесно связан с технологиями производства ЭЛТ, поскольку не вся фронтальная поверхность трубки доступна для вывода изображения. Для ЖК-дисплеев размер видимой области совпадает с размером панели жидких кристаллов. Из этого различия вытекает и разный физический смысл при обозначении размера монитора по диагонали. Для мониторов на базе ЭЛТ размер по диагонали характеризует только трубку (видимая область всегда меньше), а для ЖК-панелей совпадает с размером изображения. Исторически сложилось так, что модельный ряд ЭЛТ-дисплеев включает трубки с диагоналями 15, 17, 19, 21, 22 дюйма. Для ЖК-мониторов в основном используют панели с диагоналями 15, 17, 18, 19, 20 и более дюймов. Разрешение изображения на дисплее измеряют в точках по горизонтали и вертикали. Чем выше это значение, тем больше объектов можно разместить на экране, тем лучше детализация изображения. Разрешение изображения зависит от возможностей видеокарты и дисплея. Очевидно, что оно не может превышать число физических элементов экрана, формирующих точки изображения. Для мониторов приняты следующие типовые значения разрешения: 15" 1024×768; 17"-18" 1280×1024; 19"-22" 1600×1200. Профессиональные 22-дюймовые мониторы могут иметь оптимальное разрешение 1920×1440 точек.

Следующим критическим параметром для качества изображения является цветопередача. Она характеризуется не только глубиной цветового охвата (то есть количеством отображаемых цветов), но и верным соотношением цветов, их совпадением с естественной цветовой палитрой. Электронно-лучевые трубки в принципе лучше отображают цвета, чем жидкокристаллические матрицы. Однако совершенствование технологии изготовления ЖК-мониторов привело к улучшению качества цветопередачи.

Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную колбу, дно которой покрыто слоем из точек люминофора трёх цветов: красного (Red), зелёного(Green) и синего (Blue). Люминофор может светиться под воздействием потока электронов. В тыльной (узкой) части электронно-лучевой трубки расположены три электронные пушки (по одной на каждый из основных цветов).

При подаче высокого напряжения (20-30 тысяч вольт) они генерируют направленный пучок электронов. Расположенная в горловине трубки система электромагнитной фокусировки сжимает пучок, превращая его в своеобразную электронную «иглу». Далее электронный луч попадает в область электромагнитного поля системы отклонения, которая заставляет его последовательно пробегать по строкам формируемого изображения. Для формирования кадра с разрешением 1280×1024 точек каждый из трёх лучей должен пробежать сверху вниз 1024 строки, вспыхивая на каждой строке 1280 раз^[2].

Чтобы сформировать непрерывное изображение, требуется обновлять кадры с частотой не менее 75 раз в секунду, а лучше ─ 85 раз в секунду и более. Перед слоем люминофора расположена маска с отверстиями, совпадающими с положением точек разного цвета. Благодаря маске на точку люминофора соответствующего цвета попадает только «свой» луч, а паразитная засветка отсекается. В зависимости от типа маски различают три основные технологии ЭЛТ-мониторов: с теневой маской (Shadow Mask), с апертурной решёткой (Aperture Grille), с щелевой маской (Slot Mask). Традиционно количественным выражением качества изготовления маски и слоя люминофора служит так называемый «шаг точек», то есть расстояние между соседними точками люминофора одного цвета. Для теневой маски его измеряют по диагонали, для апертурной решётки и щелевой маски ─ по горизонтали. Нормальным считается диагональный шаг точек 0,25─0,28 мм или горизонтальный шаг 0,22─0,25 мм. Изображение на экране формируется путём смешения цветов трёх соседних точек (триад RGB) люминофора. Яркость свечения точки люминофора определяется мощностью электронного пучка. Это позволяет очень точно управлять цветом в каждой точке экрана. Очевидно, что при электронном управлении развёрткой луча не составляет проблем «вычертить» изображение любого разрешения. Верхним пределом здесь выступает число триад люминофора по горизонтали и вертикали.

Важнейшей частью монитора на базе ЭЛТ является электронный тракт, обеспечивающий прецизионное управление лучом при высоких частотах кадровой развёртки. В естественной природе не существует покадровых, мерцающих изображений. Глаз человека к ним не приспособлен и поэтому устаёт при просмотре «обманной» картинки. Однако чем выше частота смены кадров, тем меньше усталость, тем ближе картинка к естественному, статичному изображению. Если перемножить максимальное разрешение (в точках), обеспечиваемое монитором, и частоту смены кадров (в герцах), мы получим полосу пропускания видеоусилителя для формирования изображения заданного качества. Умножая результат на коэффициент 1,4, учитывающий время возврата луча к началу следующей строки, время отклика и другие «служебные» расходы, получаем необходимую полосу пропускания электронного тракта монитора. Полоса пропускания характеризует то, насколько полно электронный тракт преобразует входной сигнал от видеокарты в выходной электронный луч. Монитор с более высокой полосой пропускания при одинаковом разрешении и частоте кадров обеспечит более чёткое и насыщенное цветами изображение^[3].