Технологии отображения информации

Информационную связь между пользователем и компьютером обеспечивает монитор. Первые микрокомпьютеры представляли собой небольшие блоки, в которых практически не было средств индикации. Все, что имел в своем распоряжении пользователь, - это набор мигающих светодиодов или возможность распечатки результатов на принтере. По сравнению с современными стандартами первые компьютерные мониторы были крайне примитивны; текст отображался только в одном цвете (как правило, в зеленом), однако в те годы это было важнейшим технологическим прорывом, поскольку пользователи получили возможность вводить и выводить данные в режиме реального времени. Со временем появились цветные мониторы, увеличился размер экрана и жидкокристаллические панели перекочевали с портативных компьютеров на рабочий стол пользователей.

В наши дни компьютерные мониторы достигли высшей ступени своего развития, что не избавляет пользователя от необходимости разбираться в аппаратном обеспечении. Медленный видеоадаптер может затормозить работу даже самого быстрого компьютера. А неправильное сочетание монитора и видеоадаптера не только не позволит полноценно выполнять поставленные задачи, но может привести к ухудшению зрения.

Система отображения компьютера состоит из двух главных компонентов:

монитора (дисплея);

видеоадаптера (называемого также видеоплатой или графической платой).

В этой главе рассматриваются видеоадаптеры, используемые в PC-совместимых компьютерах, и мониторы, которые могут быть к ним подключены.

Замечание

Термин видео не обязательно означает именно изображение, движущееся на экране, подобном телевизионному. Все адаптеры, передающие сигналы монитору или другому устройству, называются видеоадаптерами (или графическими адаптерами), независимо от того, используются ли они в приложениях с движущимися изображениями наподобие мультимедийных программ или видеоконференций.

Как работает электронно-лучевой монитор

Информация на мониторе может отображаться несколькими способами. Самый распространенный - отображение на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), такой же, как в телевизоре. ЭЛТ представляет собой электронный вакуумный прибор в стеклянной колбе, в горловине которого находится электронная пушка, а на дне - экран, покрытый люминофором.

Нагреваясь, электронная пушка испускает поток электронов, которые с большой скоростью движутся к экрану. Поток электронов (электронный луч) проходит через фокусирующую и отклоняющую катушки, которые направляют его в определенную точку покрытого люминофором экрана. Под воздействием ударов электронов люминофор излучает свет, который видит пользователь, сидящий перед экраном компьютера. В электронно-лучевых мониторах используются три слоя люминофора: красный, зеленый и синий. Для выравнивания потоков электронов используется так называемая теневая маска - металлическая пластина, имеющая щели или отверстия, которые разделяют красный, зеленый и синий люминофоры на группы по три точки каждого цвета. Качество изображения определяется

Блок электронных пушек

Отклоняющая катушка

Поверхность, защищающая от внутреннего излучения

Теневая маска

Стеклянная панель

Внутренний магнитный экран

Стеклянный конус кинескопа

Красный,зеленый и синий люминофор

Рис. 15.1. Обычный электронно-лучевой монитор представляет собой большую вакуумную колбу, которая содержит три электронных пушки (красную, зеленую и синюю), проецирующих изображение на экран монитора. Высокое напряжение генерирует магнитное поле, управляющее электронным лучом, создающим изображение на экране монитора

типом используемой теневой маски; на резкость изображения влияет расстояние между группами люминофоров (шаг расположения точек).

На рис. 15.1 показан разрез типичного электронно-лучевого монитора.

Химическое вещество, используемое в качестве люминофора, характеризуется временем послесвечения, которое отображает длительность свечения люминофора после воздействия электронного пучка. Время послесвечения и частота обновления изображения должны соответствовать друг другу, чтобы не было заметно мерцание изображения (если время послесвечения очень мало) и отсутствовала размытость и удвоение контуров в результате наложения последовательных кадров (если время послесвечения слишком велико).

Электронный луч движется очень быстро, прочерчивая экран строками слева направо и сверху вниз по траектории, именуемой растром. Период сканирования по горизонтали определяется скоростью перемещения луча поперек экрана.

В процессе развертки (перемещения по экрану) луч воздействует на те элементарные участки люминофорного покрытия экрана, где должно появиться изображение. Интенсивность луча постоянно меняется, в результате чего изменяется яркость свечения соответствующих участков экрана. Поскольку свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен вновь и вновь пробегать по экрану, возобновляя его. Этот процесс называется возобновлением (или регенерацией) изображения.

В большинстве мониторов частота регенерации, которую также называют частотой вертикальной развертки, во многих режимах приблизительно равна 85 Гц, т. е. изображение на экране обновляется 85 раз в секунду. Снижение частоты регенерации приводит к мерцанию изображения, которое очень утомляет глаза. Следовательно, чем выше частота регенерации, тем комфортнее себя чувствует пользователь. В некоторых дешевых мониторах частота регенерации без мерцания возможна только при разрешениях 600x480 и 800x600; следует приобретать монитор, поддерживающий достаточную частоту регенерации при разрешении 1024x768 и выше.

Очень важно, чтобы частота регенерации, которую может обеспечить монитор, соответствовала частоте, на которую настроен видеоадаптер. Если такого соответствия нет, изображение на экране вообще не появится, а монитор может выйти из строя. В целом видеоадаптеры обеспечивают намного большую частоту регенерации, чем поддерживается большинством мониторов. Именно поэтому изначальная частота регенерации, определенная для большинства видеоадаптеров с целью избежать повреждения монитора, составляет 60 Гц. Частоту можно изменить с помощью диалогового окна Свойства: Экран.

Многочастотные мониторы

В одних мониторах установлена фиксированная частота развертки. В других поддерживаются разные частоты в некотором диапазоне (такие мониторы называются многочастотными - multiple-frequency monitor). Большинство современных мониторов многочастотные, т. е. могут работать с разными стандартами видеосигнала, которые получили довольно широкое распространение. Для обозначения мониторов такого типа производители используют различные термины: синхронизируемые (multisync), многочастотные (multifrequency), многорежимные (multiscan), автосинхронизирующиеся (autosynchronous) и с автонастройкой (autotracking).

Замечание

Хотя мониторы поддерживают различные видеосигналы, для достижения наиболее четкого и яркого изображения необходимо поработать с настройками монитора.

Тип экрана монитора

Экраны мониторов могут быть двух типов: выпуклые и плоские. До недавнего времени большинство экранов были выпуклыми, т. е. экран изгибался к краям корпуса. Этот принцип применялся в производстве львиной доли ЭЛТ-мониторов и телевизоров. Несмотря на низкую стоимость подобного экрана, выпуклая поверхность приводила к искажению изображения и появлению бликов, особенно если монитор располагался в ярко освещенной комнате. Чтобы уменьшить уровень отблеска света типичного выпуклого экрана, в некоторых мониторах используется специальное антибликовое покрытие.

Обычно экран искривлен как по вертикали, так и по горизонтали. В некоторых моделях (Sony FD Trinitron и Mitsubishi DiamondTron NF) используется конструкция Trinitron, в которой поверхность экрана имеет небольшую кривизну только в горизонтальном сечении. Кривизна вертикального сечения экрана равна нулю; подобная трубка называется плоской (flat square tube - FST).

В настоящее время большинство мониторов оснащены экранами, плоскими в горизонтальном и вертикальном сечении. Подобные экраны уже появлялись на рынке в кон-