Sposoby wyświetlania obrazu

  25 lipiec 2010
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

Wraz myszą i klawiaturą, ekran monitora jest jednym z kluczowych elementów interfejsu użytkownika komputera PC. Należy jednak wspomnieć, że monitor nie był elementem świata komputerów "od zawsze". Zanim rozpowszechniły się urządzenia wyświetlające dane, standardem interfejsu użytkownika był dalekopis - duże, głośne urządzenie wypisujące wprowadzane i uzyskiwane dane na rolce papieru.

W porównaniu ze współczesnymi monitorami, pierwsze "urządzenia CRT" były dość prymitywne. Wyświetlały tekst, który miał tylko jeden kolor (zazwyczaj zielony). Dla ówczesnych użytkowników była to znaczna poprawa komfortu pracy - dane były wyświetlane "w czasie rzeczywistym". Z czasem pojawiły się monitory kolorowe i większych rozmiarów, a dopiero w ostatnich latach na biurka zawitały pełnowymiarowe wyświetlacze LCD.

Obecnie technika wyświetlania obrazu jest czymś niezwykle wyrafinowanym. Mimo to, wciąż warto dbać o odpowiednie parametry kupowanego sprzętu. Powolna praca karty graficznej może przyczynić się do ogólnego spadku wydajności nawet najszybszego PC. Niewłaściwe dobranie karty graficznej i monitora grozi bólem oczu. Istotne jest też dostosowanie tych elementów do wykonywanych przy użyciu komputera zadań.

Na podsystem graficzny komputera PC składają się dwa główne elementy:

  • Monitor - monitor może przyjąć postać typową, kiedy jego budowa jest oparta na lampie oscyloskopowej, określanej skrótem CRT lub wyświetlacza LCD.
  • Karta graficzna - wielu tańszych systemach komputerowych karta graficzna może być elementem zintegrowanym z płytą główną (jako element chipsetu lub jako dodatkowe urządzenie na płycie głównej).

Budowa monitorów komputerowych

Dostępnych jest obecnie kilka różnych sposobów wyświetlania obrazu. Technika tradycyjna, wciąż najpopularniejsza, to lampa katodowa (ang. Cathode Ray Tube - CRT), stosowana również w odbiornikach telewizyjnych. Lampa katodowa to rodzaj szklanej lampy próżniowej. W jej tylnej części znajduje się tzw. działo elektronowe generujące trzy strumienie elektronów, po jednym dla każdej z odmian luminoforu, umieszczonego po wewnętrznej stronie szklanego ekranu. Różne punkty luminoforu odpowiadają za wyświetlanie kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego.

Podgrzane działo elektronowe emituje strumień szybkich elektronów przyciąganych przez drugi koniec komory próżniowej. Drogę elektronu wyznaczają cewki skupiające i odchylające. W zetknięciu z luminoforem elektron wywołuje błysk. Połączenie takich błysków jest obrazem, który widzimy na ekranie telewizora lub monitora komputerowego. Luminofor układa się trójwarstwowo, osobno dla każdej z trzech barw podstawowych. Wyrównywanie strumienia elektronów wspomaga tzw. maska (ang. shadow mask). Jej szczeliny bądź otwory odpowiadają strumieniom elektronów związanych z poszczególnymi kolorami. Typ maski wpływa znacząco na jakość obrazu, a odstępy między dwoma punktami tej samej barwy decydują o ostrości.

Substancja nazywana luminoforem ma pewną istotną właściwość - poświatą (ang. persistence). Od niej zależy, jak długo błysk elektronu pozostaje widoczny na ekranie. To dzięki poświacie luminoforu, po wyłączeniu telewizora jeszcze przez chwilę widzimy pozostałości obrazu. Każdy wyświetlany na ekranie punkt podlega okresowemu odświeżeniu, zgodnie z tzw. częstotliwością odświeżania ekranu. Niezbędne jest odpowiednie dopasowanie częstotliwości odświeżania do czasu poświaty. Gdy poświata jest trwała, na ekranie pozostają "duchy", gdy częstotliwość odświeżania jest zbyt niska, ekran migocze.

Strumień elektronów porusza się bardzo szybko, uderzając w ekran kolejno, wzdłuż poziomych linii, od lewej do prawej i od góry do dołu. Wzór rozświetlanych punktów określa się jako raster. Wartość częstotliwości odchylania poziomego odnosi się do prędkości z jaką strumień elektronów przemieszcza się pomiędzy dwoma brzegami ekranu.

W trakcie każdego przebiegu przez kolejne linie ekranu, elektrony uderzają w te miejsca, w których powinien pojawić się obraz. Różne poziomy jaskrawości zapewnia zróżnicowanie intensywności strumienia. Ponieważ błyski trwają bardzo krótko, niezbędne jest ciągłe odświeżanie obrazu (ang. refreshing).

Większość współczesnych monitorów zapewnia idealną częstotliwość odświeżania (nazywaną też "częstotliwością skanowania pionowego"), wynoszącą 85 Hz, co oznacza, że obraz zostaje odnowiony 85 razy w ciągu sekundy. Zbyt mała częstotliwość odświeżania powoduje migotanie, a w dalszej konsekwencji - ból oczu. Im wyższa częstotliwość, tym lepiej dla wzroku użytkownika. Tańsze monitory zapewniają odpowiednią częstotliwość wyłącznie w rozdzielczościach 640x480 i 800x600. Warto zwrócić uwagę na wartość tego parametru przy rozdzielczościach wyższych niż 1024x768.

Ważne jest, aby częstotliwości odchylania generowane przez kartę były dopasowane do tych, do których dostosowany jest monitor. Brak takiej zgodności powoduje poważne zakłócenia wyświetlania i może doprowadzić do uszkodzenia monitora. Ogólnie rzecz biorąc, karty graficzne zapewniają większą elastyczność częstotliwości odświeżania niż monitory. Jest to przyczyną tego, że częstotliwość domyślna wynosi zazwyczaj 60 Hz, co jest wartością stosunkowo niewielką, ale zabezpiecza przed zniszczeniem monitora. Wybór odpowiedniej wartości możliwy jest poprzez kliknięcie prawym przyciskiem myszy na pulpicie i wybranie opcji Właściwości, a następnie ustawienie w zakładce Karta (Windows 95/98/Me) lub Monitor (Windows 2000/XP).

Monitory wieloczęstotliwościowe

Mimo że wiele starszych monitorów pracowało ze stałą częstotliwością, nowsze mogą działać ze znaczną rozpiętością parametrów. Wiąże się to ze zgodnością urządzeń z najróżniejszymi normami, bieżącymi i planowanymi. Monitor zapewniający obsługę wielu trybów wideo określa się jako monitor wielocząstotliwościowy (ang. multi-freguency monitor). Niemal każdy sprzedawany dziś monitor jest monitorem wieloczęstotliwościowym, co oznacza, że może pracować zgodnie z różnymi popularnymi trybami sygnału wideo. Poszczególni producenci nadają swoim uniwersalnym produktom nazwy handlowe: multisync, multifreguency, multiscan, autosynchronous czy autotracking.

Kineskop płaski a kineskop tradycyjny

Pokryte luminoforem ekrany monitorów można podzielić na dwie grupy: wypukłe i płaskie. Jeszcze niedawno można było stwierdzić, że typowy monitor to monitor o ekranie wypukłym. Jest to charakterystyczne dla wszystkich starszych modeli, jak również większości odbiorników telewizyjnych. Rozwiązanie takie jest proste w produkcji, powoduje jednak zniekształcenia i odblaski, zwłaszcza w rzęsiście oświetlonych pomieszczeniach. Niektórzy producenci sięgają po specjalne technologie umożliwiające zmniejszenie ilości światła odbijanego.

Ekran tradycyjny cechuje zakrzywienie, widoczne zarówno w płaszczyźnie poziomej, jak i w płaszczyźnie pionowej. Niektóre modele monitorów wyposaża się w kineskopy Sony Trinitron, zakrzywione wyłącznie w płaszczyźnie poziomej. Odnosi się do nich termin kineskop piaski (ang. flat square TUBE - FST).

Większość producentów ma obecnie w swojej ofercie monitory całkowicie płaskie. Nie przyjął się wprowadzony w późnych latach 80-tych pierwszy model Zenith FTM. Ze współczesnych marek można wymienić FD Trinitron firmy Sony, DiamondTron NF koncernu NEC-Mitsubishi i PerfectFlat firmy ViewSonic. Wielu użytkowników decyduje się na ich zakup ze względu na ograniczenie zjawiska odblasków oraz wyższą jakość i wierność obrazu. Płaskie monitory są droższe od tradycyjnych. Jeżeli jednak porównać ich cenę z wyświetlaczami LCD podobnych rozmiarów, okazuje się, że kineskop wciąż pozostaje dwu- lub trzykrotnie tańszy.

DVI - cyfrowa komunikacja z monitorem

Najnowszą nowością dotyczącą technologii wykorzystywanych w produkcji monitorów jest stosowanie cyfrowych sygnałów wejściowych, opartych na normie Digital Video Interface (DVI), z którą zgodne są wyświetlacze LCD. Mimo że kilku producentów monitorów ogłosiło, że wprowadzi interfejs DVI-I w swoich monitorach już w 1999 roku, większość produkowanych modeli (z wyjątkiem niewielu 19-calowych i najdroższych) wciąż korzysta z konwencjonalnego, 15-stykowego, analogowego złącza VGA. Monitory korzystające ze złącza DVI-I - w przeciwieństwie do cyfrowych monitorów TTL z lat osiemdziesiątych, które nie mogły wyświetlać więcej niż kilkanaście kolorów - zapewniają obsługę pełnej skali barw, porównywalnej z monitorami analogowymi. Dla użytkownika oznacza to lepszą jakość obrazu, dopracowane mechanizmy automatycznej konfiguracji i niezakłócone przenoszenie sygnału.

Ponieważ karty graficzne wciąż zapewniają przede wszystkim obsługę złączy VGA (DB-15), DVI jest zazwyczaj złączem opcjonalnym. W monitorze jest więc dostępne 15-stykowe złącze VGA i 20-stykowe złącze DVI. Wraz ze wzrostem popularności całkowicie cyfrowych wyświetlaczy ciekłokrystalicznych, które również korzystają ze złącza DVI, jest możliwe, że standard ten stanie się z czasem obowiązujący.

Wyświetlacze ciekłokrystaliczne (LCD)

Korzystając z technologii komputerów przenośnych, wielu producentów monitorów oferuje obecnie monitory wykorzystujące technologię LCD (ang. liquid crystal display - wyświetlacz ciekłokrystaliczny). Wyróżnia je niewielka ilość odbijanego światła, całkowicie płaska powierzchnia i niewielki pobór mocy (5 W w porównaniu z 100 W pobieranymi przez przeciętny monitor). Odwzorowanie kolorów wyświetlacza o matrycy aktywnej jest lepsze niż zapewniane przez większość popularnych monitorów.

Ekrany LCD podlegają istotnemu ograniczeniu w zakresie rozdzielczości. Typowy panel o rozmiarze 15 cali (którego powierzchnia użytkowa jest porównywalna z monitorem 17-calowym) może oferować rozdzielczość maksymalną 1024x768 pikseli. Granica możliwości typowego monitora 17-calowego to 1280x1024 lub 1600x1200. Zyskują więc uznanie panele LCD o rozmiarze 17 i 18 cali (porównywalne z monitorami 19-calowymi). Jednak ich rozdzielczość wciąż nie przekracza 1280x1024, podczas gdy monitor 19-calowy może pracować w trybie 1600x1200.

Pomimo ostatnich obniżek cen, wyświetlacze LCD wciąż są drogie. Typowy wyświetlacz 15-calowy kosztuje 500 - 1000 zł., natomiast 17-calowy monitor to wydatek rzędu 700 - 1500 zł. Warto zawsze pamiętać o tym, że panel LCD zapewnia większy rozmiar powierzchni faktycznie wykorzystywanej niż opisywany tą samą wartością monitor.

W świecie komputerów przenośnych oferowane są obecnie dwa typy wyświetlaczy LCD: aktywna matryca ciekłokrystaliczna z analogową obsługą koloru (ang. active-matrix analog color) i aktywna matryca ciekłokrystaliczna z cyfrową obsługą koloru (ang. active matm digital), która jest najnowszym osiągnięciem w tej dziedzinie techniki. Wyświetlacze monochromatyczne nie są już stosowane w komputerach osobistych, można się z nimi spotkać jedynie w urządzeniach o charakterze elektronicznego organizera czy palmtopa, niekiedy również w zastosowaniach przemysłowych. Technologie matrycy pasywnej (ang. passive-matrix) i podwójnego skanowania (ang. dual-scan) były jeszcze niedawno stosowane jako środek umożliwiający obniżenie ceny laptopa, obecnie jednak matryca aktywna stosowana jest powszechnie. O zastosowaniu matrycy pasywnej w urządzeniach mniejszych i środowiskach przemysłowych wciąż decyduje zarówno niski koszt, jak i większa trwałość.

Najpopularniejszy typ matrycy pasywnej to supertwist nematic (superskręt kryształu o strukturze włóknistej), stąd stosowany często skrót STN. Standardem matrycy aktywnej jest thin-film transistor {tranzystor cienkowarstwowy) - TFT.

Biurkowe panele LCD mogą być urządzeniami o matrycy aktywnej analogowej bądź cyfrowej. Najtańsze wyświetlacze 15-calowe wyposażone są w tradycyjne, analogowe złącze VGA i wewnętrznie przekształcają sygnał ponownie do postaci cyfrowej. Wyświetlacze droższe i większe mają zarówno złącza VGA, jak i DVI. Złącza DVI można wykorzystać do połączenia wyświetlacza z dobrą kartą graficzną. Charakterystyczna jest praktyka nie umieszczania w pakietach stosunkowo drogich kabli DVI. Jeżeli więc zamierzamy skorzystać z cyfrowego złącza danych karty graficznej, zawsze musimy upewnić się, czy panel ma odpowiednie złącze i czy jest do niego dołączony kabel. Brak tego elementu w opakowaniu może całkowicie zniweczyć oszczędność poczynioną przy zakupie wyświetlacza.

Skomentuj

Popularne Artykuły

Pomagaj z nami

Warto zobaczyć

Reklama

Nowości

Bestsellery książkowe

  • Autor:
  • Cena:
  • Status:

Książka chwilowo niedostępna.

Szukaj

Newsletter

Kupuj najtaniej

Społeczność