Современные портативные компьютеры обладают встроенными графическими и звуковыми адаптерами, причем ряд ноутбуков средней и высшей ценовой категорий оснашены мощными ЗО-ускорителями и высококачественными звуковыми адаптерами. Тем т менее обычно графические и звуковые возможности портативных компьютеров несколько отстают от возможностей настольных компьютеров, хотя этот разрыв постоянно сокращается.

В данной главе рассматриваются основные графические и звуковые технологии, применяемые в портативных компьютерах, а также принципы выбора портативных компьютеров, обладающих необходимыми возможностями в области графики и звука. Кроме того, описывается улучшение возможностей встроенного звукового и графического адаптеров посредством модернизации внешних и внутренних компонентов. Также затрагивается тема диагностики подсистем портативного компьютера.

Видеоподсисте ма

Видеоподсистема современного портативного компьютера состоит из двух основных компонентов.

Экран. Все ноутбуки оснашены жидкокристаллической панелью.

Видеоадаптер (графический адаптер). В большинстве ноутбуков встроен в системную плату; в некоторых системах является частью набора микросхем материнской

• платы, однако в дорогих моделях ноутбуков, оптимизированных для игр, используются дискретные графические адаптеры с собственной памятью.

В этом разделе рассматриваются технологии производства экранов и адаптеров, применяемые в портативных компьютерах.

Основные возможности экранов портативных компьютеров

В отличие от настольных компьютеров, видеоадаптер и монитор которых можно заменить, в портативных компьютерах видеоадаптер и экран являются встроенными. Поскольку модернизация этих компонентов существенно ограничена, привыборе портативного компьютера следует обратить особое внимание на качество и возможности экрана. Далее перечислены основные свойства экрана ноутбука:

тип жидкокристаллического экрана;

размер и разрешающая способность;

плотность изображения (точек на дюйм);

яркость и контраст;

время отклика;

политика производителя в отношении поврежденных пикселей;

интерфейс для подключения внешнего монитора;

графический адаптер;

размер и тип видеопамяти;

варианты модернизации видеопамяти;

поддержка одновременной работы с двумя мониторами (Dual View);

поддержка адаптеюв CardBus PC Card;

поддержка трехмерной графики;

поддержка ввода-вывода телевизионного сигнала;

используемые драйверы.

Более подробно эти темы рассматриваются в следующих разделах

Старые ЭЛТ-дисплеи

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

Нагреваясь, электронная пушка испускает поток электронов, которые на большой скорости двигаются по направлению 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 ЭЛТ-мониторах используются три слоя люминофора: красный, зеленый и синий. Для выравнивания потоков электронов применяется так называемая теневая маска - металлическая пластина, имеющая щели или отверстия, которые разделяют красный, зеленый и синий люминофор на группы по три точки каждого цвета. Качество изображения определяется типом используемой теневой маски; на резкость изображения влияет расстояние между группами люминофоров (шаг расположения точек).

Жидкокристаллические экраны

Жидкокристаллический экран состоит из двух листов гибкого поляризуемого материала со слоем жидкокристаллического раствора между ними. Если легко нажать на поверхность экрана во время работы, можно заметить, что он поддается, смещая жидкость, находящуюся внутри. При прохождении электрического тока через эту жидкость кристаллы принимают ориентированное положение и становятся полупроницаемыми для световых лучей.

Жидкокристаллические экраны имеют плоскую поверхность, практически не дающую бликов, и низкое энергопотребление (5 Вт по сравнению со 100 Вт ЭЛТ-монитора). Качество цветопередачи жидкокристаллического экрана с активной матрицей превосходит качество цветопередачи большинства ЭЛТ-мониторов.

Кроме небольшого веса, жидкокристаллические мониторы предоставляют ряд других преимуществ по сравнению ЭЛТ-мониторами:

большая эффективная область просмотра;

отсутствие искажений изображения;

сниженное энергопотребление и тепловыделение;

отсутствие электромагнитного излучения.

Жидкокристаллический экран с диагональю 15 дюймов практически эквивалентен по своей пилимой области ЭЛТ-монитору с диагональю 19 дюймов. Кроме того, существуют портативные компьютеры с экраном диагональю 17 дюймов. Эффективность жидкокристаллических экранов связана не только с разрешающей способностью, но и с тем, что экран ноутбука всегда находится ближе к пользователю, чем ЭЛТ-монитор настольного компьютера.

Принцип прямой адресации (когда каждый пиксель изображения соответствует определенному транзистору) позволяет выводить на экран сверхчеткое изображение. Жидкокристаллические экраны лишены проблем ЭЛТ-мониторов, связанных с искажениями (подушка/дуга, трапеция или ошибки конвергенции, при которых вокруг границ объектов отображается ореол).

Жидкокристаллические экраны идеально подходят для портативных компьютеров, так как используют меньше энергии и генерируют меньше тепла.

Кроме того, жидкокристаллические экраны безопасны по своей природе - они не излучают электромагнитных волн низкой и сверхнизкой частоты.

Принцип работы жидкокристаллического экрана

В жидкокристаллическом экране поляризационный светофильтр создает две раздельные световые волны, и пропускает только ту, у которой плоскость поляризации параллельна его оси. Располагая в жидкокристаллическом мониторе второй светофильтр так, чтобы его ось была перпендикулярна оси первого, можно полностью предотвратить прохождение света (экран будет темным). Вращая ось поляризации второго фильтра, т.е. изменяя угол между осями светофильтров, можно изменить количество пропускаемой световой энергии, а значит, и яркость экрана

В цветном жидкокристаллическом экране есть еще один дополнительный светофильтр, который имеет три ячейки на каждый пиксель изображения - по одной для отображения красной, зеленой и синей точек. Красная, зеленая и синяя ячейки, формирующие пиксель, иногда называются субпикселями (subpixel). Возможность индивидуального управления каждой ячейкой позволила Microsoft разработать новую технологию улучшения качества отображения текста на жидкокристаллическом дисплее. Для этою в диалоговом окне Свойства: Экран операционной системы Windows ХР можно выбрать специальную функцию ClearType.

Жидкокристаллические экраны с активной матрицей

В большинстве жидкокристаллических мониторов используются тонкопленочные транзисторы (TFT). В каждом пикселе есть один монохромный или три цветных (RGB) транзистора, упакованные в гибком материале, имеющем точно такой же размер и форму, что и сам дисплей. Поэтому транзисторы каждого пикселя расположены непосредственно за жидкокристаллическими ячейками, которыми они управляют.

В настоящее время для производства дисплеев с активной матрицей используется два материала: гидрогевизированный аморфный кремний (a-Si) н низкотемпературный поликристаллический кремнии (p-Si). В принципе основная разница между ними заключается в производственной цене. Изначально TFT-мониторы выпускались с помощью процесса a-Si, так как для него требуется более низкий температурный режим (менее 400 °С), чем для p-Si. Сейчас низкотемпературный процесс p-Si является полноценной альтернативой a-Si с достаточно приемлемой ценой.

Для увеличения видимого горизонтального угла обзора жидкокристаллических дисплеев некоторые производители модифицировали классическую технологию TFT. Например, технология плоскостного переключения (in-plane switching - IPS), также известная как STFT, подразумевает параллельное выравнивание жидкокристаллических ячеек относительно стекла экрана, подачу электрического напряжения на плоскостные стороны ячеек н поворот пикселей для четкого и равномерного вывода изображения на всю жидкокристаллическую панель. Суть еще одного новшества компании Hitachi - технологии Super-IPS- заключается в перестраивании жидкокристаллических молекул в соответствии с зигзагообразной схемой, а не по строкам и столбцам, что позволяет уменьшить нежелательное цветовое смешение и улучшить равномерное распределение цветовой гаммы на экране. В аналогичной технологии мул ьти доме много вертикального выравнивания (multidomain vertical alignment - MVA) компании Fujitsu экран монитора подразделяется на отдельные области, для каждой из которых изменяется угол ориентации.

Как Super-IPS, так и MVA предназначены для улучшения видимого угла обзора традиционного TFT-экрана. В различных компаниях эта технология носит разные названия, например в компании Sharp она называется ультравысокой апертурой (Ultra High Aperture - UHA). Производители часто придумывают собственные специальные термины, пытаясь таким образом выделить свою продукцию среди конкурентов. Поскольку в больших жидкокристаллических экранах (17" и больше) угол обзора играет немаловажную роль, эти технологии используются в больших и дорогах панелях, а также лицензированы другими производителями жидкокристаллических дисплеев.