Дляттест1-Лекции

локальной ЭВМ для интерпретации. Прикладные протоколы стандартизованы пока только для САПР машиностроения и электроники.

Вкачестве примеров можно привести следующие стандарты:

IGES (Initial Graphics Exchange Specification),

STEP (STandard for the Exchange Product Model Data),

MAP (Manufacturing Automation Protocol),

VDAFS (Sculptured Surface Interface),

EDIF (Electronic Design Interchange Format).

Основные трудности, связанные с разработкой протоколов этого уровня, состоят в том, что во многих областях применения до сих пор не унифицированы основные объекты (в том числе графические) и операции над ними. Для работы в этом направлении потребуются объединенные усилия проблемных специалистов, математиков и системных программистов в области баз данных, машинной графики, телекоммуникаций и т.д.

Технические средства компьютерной графики

При работе с цифровыми изображениями на компьютере необходима соответствующая им аппаратная часть ПК. Для эффективности работы оборудование должно иметь характеристики, обеспечивающие быструю, удобную и комфортную обработку графической информации. Необходимы мощные процессор и видеокарта, большой объем оперативной памяти и жесткого диска, хороший монитор.

Желательно наличие сканера и хорошего цветного принтера. Базовая конфигурация компьютера содержит устройства:

Системный блок

Монитор

Клавиатуру

Манипулятор «мышь»

К компьютеру могут подключаться дополнительные устройства. Их называют периферийными.

Графические рабочие станции - мощные компьютеры, которые используются в качестве рабочих мест для профессиональной работы со сложной графической информацией. В их состав входит мощная графическая подсистема, которая реализует многие графические операции аппаратно. Вычислительная мощность графических процессоров рабочих станций превышает производительность ЦП. Графические станции имеют монитор с большим экраном и высоким разрешением, оснащаются многими устройствами ввода: мышь, большие графические планшеты или специальные шлемы для работы в виртуальной реальности.

В основе архитектуры современных рабочих станций лежат многопроцессорность и конвейерная обработка. Такой подход позволяет разделить процессы модельных, видовых и функционально-растровых преобразований и дает возможность каждому из них выполняться на выделенном, как правило, специализированном устройстве со своей собственной скоростью. (Модельные преобразования - преобразования, используемые для построения модели объекта в системе координат пользователя. Видовые преобразования - преобразования, используемые после модельных при выполнении отображения в поле вывода. Математически модельные и видовые преобразования имеют одинаковую форму, но

11

применяются в различное время и относятся к разным подсистемам графического конвейера. Функционально-растровые преобразования - преобразование примитивов вывода в растровую форму).

Периферийные устройства ПК

Периферийные устройства служат для расширения функциональных возможностей ПК, удобство управления им и представления информации в различных формах в процессе ее обработки, хранения и отображения.

Периферийные устройства ПК подключаются к его интерфейсам. Подсоединение периферийных устройств к компьютеру производится через устройства сопряжения (адаптеры), на которых реализованы стандартные или специальные интерфейсы. Обычно адаптеры выполняются в виде отдельных плат ввода/вывода, вставляемых в разъемы расширения на системной плате. Интерфейс определяет тип и вид соединителя (вилка или розетка), протоколы обмена, уровни и длительности электрических сигналов. Последовательный и параллельный интерфейсы называют также портами ввода/вывода. Последовательные порты используются для подключения мыши, удаленного принтера, внешнего модема, плоттера и т.п. Параллельные порты используются для подключения принтера, сканера, плоттера.

По назначению периферийные устройства разделяются на:

Устройства ввода данных

Устройства вывода данных

Устройства хранения данных

Устройства обмена данными

Устройства ввода данных Мышь является важнейшим средством ввода графической информации. В

современных программных продуктах, имеющих сложную графическую оболочку, мышь является основным инструментом управления программой. Одной из важных характеристик мыши является ее разрешение, измеряемое в dpi. Эта характеристика определяет минимальное перемещение, которое способен почувствовать контроллер мыши. Чем больше разрешение, тем точнее позиционируется мышь, тем с более мелкими объектами можно работать. Нормальное разрешение мыши лежит в диапазоне от 300 до 900 (сейчас 1600 dpi). ПО принципу действия мыши бывают механические, оптико-механические и оптические (самое точное позиционирование курсора). Мыши подключаются к COM1 или COM2 последовательным портам (последовательные мыши), параллельные мыши подключаются к системной шине, это хорошо в случаях, когда к компьютеру подключается много периферийных устройств. К тенденциям развития современных мышей можно отнести постепенный переход на шину USB и беспроводные мыши, работающие в радио- и инфракрасном диапазоне волн.

Трекбол

Трекбол – это устройство ввода информации, которое можно представить в виде перевернутой мыши с шариком большого размера. Принцип действия такой же, как и у мыши, подключается через последовательный порт. Отличие от мыши в том, что не нужна площадка для движения и стабильность положения за счет неподвижного корпуса.

12

Джойстики

Джойстик является координатным устройством ввода информации и наиболее часто применяется в области компьютерных игр и компьютерных тренажеров, бывают аналоговые и цифровые, подключаются к игровому порту.

Перемещение джойстика в двух взаимно перпендикулярных направлениях воспринимается преобразователями, интерпретируется как вектор скорости, а полученные значения используются для управления положением маркера на экране. Обработка сигнала выполняется таким образом, что неподвижный джойстик в какомлибо промежуточном положении не изменяет положения маркера, а чем дальше джойстик отклонен от начального положения, тем быстрее маркер перемещается по экрану. Таким образом, джойстик играет роль устройства ввода с переменной чувствительностью. Другое достоинство джойстика - наличие силовой обратной связи, обеспеченной наличием разного рода пружин. При этом пользователь чувствует, что чем дальше отклонен джойстик, тем большее усилие требуется для его дальнейшего движения. Это как раз те свойства, которые нужны при работе с разного рода симуляторами, а также в компьютерных играх.

Тачпад и трекпойнт

Трекпойнт - координатное устройство, впервые появившееся в ноутбуках IBM, представляет собой миниатюрный джойстик с шершавой вершиной диаметром 5-8 мм. Трекпойнт расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Тачпад представляет собой чувствительную контактную площадку, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно это указательное устройство, имеющее не самое высокое разрешение, но обладающее самой высокой надежностью из-за отсутствия движущихся частей.

Дальнейшим развитием TouchPad является TouchWriter - панель TouchPad с повышенной чувствительностью, одинаково хорошо работающая как с пальцем, так и со специальной ручкой и даже с ногтем. Эта панель позволяет вводить данные привычным для человека образом - записывая их ручкой. Кроме того, ее можно использовать для создания графических изображений или для подписывания ваших документов. Для желающих писать китайскими иероглифами, можно порекомендовать установить на компьютер пакет QuickStroke, который позволит вводить иероглифы, непосредственно рисуя их на панели. Причем программа, по мере ввода, предлагает готовые варианты иероглифов.

Клавиатура

Клавиатура – это устройство ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов.

Световое перо

Это светочувствительное устройство, предназначенное для снятия координат точек экрана, ввода данных в информационную систему.

Световое перо, по форме напоминает пишущую ручку, предназначено для взаимодействия с экраном монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера и момент этой реакции сообщается системе. Здесь сопоставляется

13

время появления сигнала с синхросигналом развертки изображения. В результате, определяется положение светового пера на экране.

Световое перо не требует создания специального экрана или его покрытия, как у сенсорного устройства. Сказанное позволяет выделять точку, указываемую пользователем, и благодаря этому вводить информацию в систему.

Таким образом, можно записать и, затем, осуществить распознавание рукописного текста, нарисовать рисунок.

Световое перо содержит фоточувствительный элемент, который при приближении к экрану воспринимает излучение, порождаемое при столкновении электронов с люминофорным покрытием экрана. Если мощность светового импульса превышает определенный порог, фоточувствительный элемент формирует импульс, который передается в компьютер. Анализируя смещение по времени этого импульса относительно начала цикла регенерации, компьютер может точно определить координаты той точки экрана, возбуждение которой "высветило" фотоэлемент. Таким образом, в распоряжении пользователя оказывается устройство непосредственного указания, работающее напрямую с изображением на экране. В настоящее время это устройство уже практически вышло из употребления: оно вытеснено более простым и надежным - мышью.

ввода ее в компьютер. Персональные сканеры бывают трех типов – ручные, планшетные и барабанные. Основными элементами сканера являются полупроводниковый лазер и полупроводниковый фотоприемник. Когда сканер ведут по тексту или изображению, лазерный луч бегает по листу, сканирует его и отражает на светочувствительный полупроводниковый элемент. Фотоэлемент преобразует световой сигнал в электрический, который затем по шине передается в компьютер. В нем сигнал преобразуется в цифровую форму, содержащую информацию о координатах и цвете каждого пикселя изображения. На последней стадии полученная об изображении информация записывается на диск в виде файла.

Цифровые фотокамеры

Цифровые фотокамеры – это еще один тип устройства оцифровывания графики и ввода изображений в ПК. В отличие от обычного фотоаппарата в его цифровом аналоге изображение проецируется не на фотопленку, а на полупроводниковую светочувствительную матрицу из ПЗС ячеек. После этого изображение переводится в цифровую форму и записывается в память фотокамеры. Главным достоинством цифровой фотокамеры является оперативность. Снятый кадр можно сразу же пометить в компьютер и отправить через Интернет. Главный недостаток – невозможность пока качественный отпечаток большого размера на бумаге.

Принцип действия цифровой камеры.

Свет, прошедший через объектив, попадает на светочувствительную матрицу (занимающую место пленки). Эта матрица есть совокупность сенсоров – ПЗС (CCD), которые и выполняют оцифровку изображения. Светочувствительная матрица (сенсоры) является одним из главных компонентов цифровой камеры. Качество

14

последующей картинки во многом определяется характеристиками сенсоров. Цифровые камеры давали разрешение сначала 640 х480, 800 х 600, более дорогие 1500 х 1200 (около 2 Мегапикселей), 2560 х 1920( примерно 5 Мегапикселей) и более, например 4080 х 4080 (16 Мегапикселей) или 4992 х 3328 (около 17,2 Мегапикселей). После того как мы получили фотокартинку, ее необходимо записать в память. Для этого чаще всего используются форматы IPEG или TIFF. Для фотографа не столько важен формат записи, сколько возможность разных режимов сжатия и количество памяти в камере. Память может быть встроенной (например, жесткий диск емкостью 20 – 40 Мбайт), либо это могут быть обычные съемные дискеты (1,44Мб), или карты емкостью 2,4,8,10 Мбайт и более, а также память Flash. В настоящее время память цифровой видеокамеры достигает 1 Гбайт, или до 4 Гбайт, может быть 6 Гбайт и это наверное не предел. Еще одним достоинством цифровых камер является наличие жидкокристаллического дисплея, на котором можно посмотреть то, что уже снято.

Дигитайзер

Но при вводе в компьютер графиков прикладной программе зачастую требуются абсолютные координаты устройства ввода. Такую возможность обеспечивают разного рода планшеты. В планшете применяется, как правило, ортогональная сетка проводов, расположенная под его поверхностью. Положение пера определяется через электромагнитное взаимодействие сигналов, проходящих от проводов к щупу. Иногда в качестве планшета используются чувствительные к прикосновению прозрачные экраны, которые наносятся на поверхность ЭЛТ. Небольшие экраны такого типа размещаются иногда на клавиатуре портативных компьютеров. Чувствительные панели можно использовать в режимах как абсолютных, так и относительных координат устройства.

Дигитайзер предназначен для профессиональных графических работ. С помощью специального программного обеспечения он позволяет преобразовывать движение руки оператора в формат векторной графики. Дигитайзер - устройство ввода чертежей с листа, он имеет специальный инструмент – перо. При перемещении пера над линиями чертежа производятся отсчеты его координат в близко расположенных точках. Эти данные вводятся в компьютер, тем самым производится преобразование готовых изображений в цифровую форму данных.

Дигитайзер состоит из специального планшета, который является рабочей поверхностью и, кроме этого, выполняет разнообразные функции управления программным обеспечением, и светового пера или, чаще, кругового курсора, являющихся устройствами ввода информации.

Графические планшеты (разновидность дигитайзера)

Другим аппаратным средством получения цифровых оригиналов являются графические планшеты. Они представляют собой собой панель, под которой расположена электромагнитная решетка, т.е. координатная двумерная электронная сетка, каждый элемент которой способен воспринимать и передавать ряд сигналов от электронного пера. К такиым сигналам относятся: координаты точки контакта пера с планшетом, сила нажима, угол наклона, скорость прохода и ряд других. Затем за счет программного преобразования полученные данные отображаются на экране в виде линий, мазков и других художественных средств создания изображений.

15

Графический планшет может иметь различные форматы: от А2 - для профессиональной деятельности и меньше - для более простых работ.

Устройства вывода Принтеры.

К устройствам вывода относятся принтеры. Принтер – это печатающее устройство, он осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста и графики. Модели принтеров делятся на четыре типа: матричные, струйные, лазерные и светодиодные.

Струйные принтеры

В струйных принтерах изображение формируется микроскопическими каплями специальных чернил, вылетающих на бумагу через маленькие отверстия – сопла (от 16 до 64 или даже несколько сотен сопел). В качестве элементов, выталкивающих струи чернил, используются пьезокристаллы. В основе их работы лежит эффект расширения под действием электричества. По сравнению с матричными принтерами этот способ печати обеспечивает лучшее качество печати и большую производительность. Он удобен для реализации цветной печати. Цветное изображение формируется с помощью использования (наложения друг на друга) четырех цветов. Качество печати зависит от количества сопел в печатающей головке, – чем их больше, тем выше качество. Большое значение имеют качество и толщина бумаги. Основным недостатком являются большая стоимость расходных материалов, и возможность засыхания чернил внутри сопла (существуют пигментные краски, которые не высыхают). Разрешение от 300 на 300 до 720 на 720 dpi на лист.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество печати. В них используется для печати лазерный луч, управляемый компьютером. В лазерном принтере имеется валик, покрытый полупроводниковым веществом, которое электризуется от попадания лазерного света. Луч при помощи поворотного зеркала направляется в то место валика, где должно быть изображение. Это место электризуется и к нему прилипают мельчайшие частицы сухой краски, которая находится в контейнере под валиком. После этого валик прокатывается по листу бумаги и краска переходит на бумагу. Для закрепления на бумаге красящего порошка

еепропускают через нагревательный элемент, что приводит к спеканию краски:

-разрешающая способность

-производительность (16 страниц и до 60стр/мин для офисныхпринтеров, где много печатают)

-формат бумаги

-объем собственной оперативной памяти

Наиболее часто используемый объем памяти от 2 до 4 Мбайт, существует память 10 Мбайт, видимо это не предел. Печать на бумаге формата А4, реже – А3. Память лазерного принтера м.б. увеличена путем установки специальных карт с DRAM или SIIM модулями.

Светодиодные принтеры.

Вместо лазера используется полоса, состоящая из большого количества светодиодов. Свет этих светодиодов электризует полупроводниковый барабан. Все остальное происходит также как в лазерном принтере. Светодиоды – это

16

полупроводниковые элементы, которые излучают свет при подачи на них напряжения. Разрешающая способность лазерных и светодиодных принтеров лежит в диапазоне от 300 до 1200 точек на дюйм.

Имиджсеттеры

Имиджсеттеры – это фотонаборные машины с цифровым формированием изображения. Они производят вывод на печать с высоким разрешением – от 1000 до 3000 точек на дюйм. Для черно-белой издательской продукции имиджсеттеры обеспечивают печать с максимальным количеством оттенков серого – 256. Для цветного вывода они создают четыре пленочных изображения, каждый их которых передает свой цвет (цветоделение). После пробного оттиска негативы передаются на коммерческий принтер, на котором создаются печатные формы с негатива.

Плоттеры

Плоттер (графопостроитель) - устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера. Плоттеры бывают монохромными и цветными. Плоттеры делятся на перьевые и струйные. Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа. Они используют специальные фломастеры или ручки с возможностью их автоматической замены. Существует разновидности плоттеров с пишущим узлом струйного типа, а также использующие эффект притягивания частиц краски электростатическим зарядом. Большинство струйных аппаратов обеспечивают печать графических файлов форматов TIFF, BMP,PCX.

Вопросы и упражнения

1.Назовите четыре основные области применения компьютерной графики.

2.Каковы основные направления развития компьютерной графики? Какие задачи они решают?

3.Где и когда впервые был использован дисплей в качестве устройства вывода ЭВМ?

4.Кем и когда была разработана первая интерактивная программа для рисования?

5.Назовите основных разработчиков методов закрашивания гладких поверхностей.

6.Кто является автором ряда алгоритмов построения растровых образов различных геометрических объектов?

7.Назовите авторов алгоритмов удаления невидимых линий.

8.В чем состоит основное различие между дисплеями с произвольным сканированием и растровым сканированием?

9.Чем отличается дисплей на запоминающей трубке от векторного дисплея с регенерацией изображения?

10.Каковы основные принципы работы цветной растровой электронно-лучевой трубки?

11.Как работает перьевой плоттер?

12.Назовите основные устройства ввода, использующиеся в компьютерной графике.

13.Какие из устройств ввода дают возможность работать в абсолютных координатах?

14.Перечислите области применения сканеров.

Видеосистема компьютера

Видеосистема компьютера состоит из трех компонент: монитора, видеоадаптера и программного обеспечения (драйверов видеосистемы).

Монитор компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Монитор преобразует сигналы управления яркостью лучей

17

и синхросигналы в зрительные образы. Что должен уметь монитор? Прежде всего он должен нормально работать на разрешении 1280х1024 при частоте вертикальной развертки хотя бы 85 Гц. Хороший монитор должен поддерживать частоту обновления как минимум 85 Гц. Лучше больше 100-120 Гц, так как многие мониторы на частоте 85 Гц все еще ощущают мерцание. Запас частоты говорит о классе монитора – у качественных моделей частотные характеристики лучше. Второй важный фактор - это размер точки. Он должен быть не более 0,24 – 0,25 мм. Многие мониторы сконструированы на базе электронно-лучевой трубки, и принцип их работы аналогичен принципу работы телевизора. Мониторы бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветные. Современные компьютеры комплектуются цветными растровыми графическими мониторами.

Существуют векторные и растровые дисплеи.

В векторных дисплеях изображение строится в виде совокупности отдельно и достаточно точно выдаваемых отрезков. Основными качествами векторных дисплеев являются:

-векторное представление с высоким разрешением

-динамическое представление с преобразованиями в реальном масштабе времени.

-высокая интерактивность.

Такие дисплеи хорошо подходят для задач САПР, кроме того, векторные дисплеи могут рассматриваться как геометрические процессоры (вычислители, решатели) для растровых систем.

Кроме ЭЛТ, для векторного дисплея необходим дисплейный буфер и дисплейный контроллер. Дисплейный буфер - непрерывный участок памяти, содержащий всю информацию, необходимую для вывода изображения на ЭЛТ. Функция дисплейного контроллера заключается в том, чтобы циклически обрабатывать эту информацию со скоростью регенерации. Сложность рисунка ограничивается двумя факторами - размером дисплейного буфера и скоростью контроллера.

Растровые дисплеи

Растровый (телевизионный) принцип формирования изображения заключается в разложении изображения на горизонтальные строки, состоящие из отдельных элементов. Вывод такого изображения осуществляется независимо от процесса построения с одинаковой скоростью последовательным сканированием по строкам в направлении сверху вниз от 25 до 80 раз в секунду. В отличие от векторных дисплеев, в силу отделения процесса формирования картинки от ее вывода, сложность немерцающего изображения неограниченна.

Растровые дисплеи имеют наиболее широкое распространение. Это связано с основными свойствами устройств этого класса:

1 - обеспечивается наивысшее качество при меньшей стоимости;

2 - полные цветовые возможности и легкость представления закрашенных поверхностей;

3 - возможность совместимости с телевидением позволяет смешивать синтезированные и естественные изображения и поддерживать новые технологии в телекоммуникациях, системах мультимедиа;

18

4 - интерактивная компьютерная графика и обработка изображений могут выполняться в рамках одной системы.

Основная проблема большинства дисплеев, в частности дисплеев на обычных электронно-лучевых трубках состоит в том, что если линия прочерчивается один раз, то за время послесвечения она пропадет с экрана. Решение этой проблемы заключается в том, что построение изображения циклически повторяется (регенерируется) с требуемой частотой (обычно с частотой сети - 50 Гц). Для такой регенерации используется дисплейный файл, представляющий собой описание

изображения. Дисплейный файл

Вдисплейном файле находится набор команд дисплейного процессора. В каждом цикле регенерации команды последовательно выбираются из дисплейного файла и исполняются дисплейным процессором. Сюда входят команды позиционирования луча и построения отрезков, обычно имеются команды построения примитивов, команды задания атрибутов построений, таких как тип линии (сплошная, штриховая и т.п.), яркость подсветки, мерцание.

Линейный и сегментированный дисплейные файлы

Линейный дисплейный файл - линейная последовательность команд описания изображения, может быть содержащая команды перехода для повторения процесса отображения файла. Линейный дисплейный файл может быть разбит на отдельные, независимо модифицируемые части. С использованием сегментов модификации изображения могут заключаться в изменении только требуемых частей. Такого сорта линейный дисплейный файл называется сегментированным.

Характеристики мониторов

Внастоящее время существует большое разнообразие типов мониторов. Их можно охарактеризовать следующими основными параметрами.

Тип экрана

-электронно-лучевая трубка

-жидкокристаллический дисплей

-плазменный дисплей

Размер по диагонали (от 17’ до 30’)

Размер зерна (от 0,24 до 0,31 мм)

Частота кадров (от 50 до 100 Гц)

Видеосигнал (цифровой или аналоговый)

Прочие характеристики (функции управления растром, система энергосбережения, защита от излучения, вес, габариты, потребляемая мощность).

Размер монитора связан с разрешением. Разрешение выражается в количестве точек (пикселей) по горизонтали и вертикали отображаемого выражения. Например, если монитор имеет разрешение 640х480 – это означает, что на экране можно целиком разместить изображение, состоящее из 640х480=307200 точек. Максимальная разрешающая способность - одна из основных характеристик монитора. Чем больше разрешение, тем больше информации умещается на экране. Частота регенерации

экрана определяет частоту обновления изображения на экране. Минимально безопасной частотой кадров считается 75 Гц.

Монитор на основе электронно-лучевой трубки

19

Основной элемент такого монитора – электронно-лучевая трубка. Ее обращенная к зрителю часть покрыта люминафором – специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов. Катод (отрицательно заряженный) нагревают до тех пор, пока возбужденные электроны не создадут расширяющегося облака (электроны отталкиваются друг от друга, так как имеют одинаковый заряд). Эти электроны притягиваются к сильно заряженному положительному аноду. Люминафор наносится в виде наборов точек трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями можно представить любой цвет спектра. Наборы точек люминафора располагаются по треугольным триадам. Триада образует пиксель – точку. Из этих точек формируется изображение. На противоположной стороне трубки расположены три электронные пушки. Все три пушки нацелены на один и тот же пиксель, но каждая из них излучает поток электронов в сторону своей точки люминафора. Величиной электронного тока пушек и, следовательно, яркостью свечения пикселей управляет сигнал, поступающий с видеоадаптера. Так работают аналоговые мониторы. В настоящее время такие мониторы уже не продают.

Жидкокристаллические дисплеи (ЖКД)

Вжидкокристаллическом мониторе применяются тонкопленочные транзисторы (TFT).

Вданном случае используется свойство жидких кристаллов — упорядочиваться под воздействием электрического поля и изменять угол поляризации проходящего через них света.

Панель монитора состоит из двух прозрачных пластин, между которыми находятся жидкие кристаллы. Снаружи на пластины нанесены параллельные прозрачные электроды.

На одной они вертикальные, а на другой — горизонтальные. Таким образом, получается координатная сетка. Если пропустить по этой сетке электрический ток, то в ячейке, находящейся в месте пересечения электродов, возникает электрическое поле. Регулируя это поле, можно частично или полностью перекрывать свет, излучаемый модулем подсветки. Для формирования одной точки (пикселя) используется либо один, либо три (RGB) транзистора для управления цветом, у которых свет проходит через красный, зеленый и синий светофильтры. В зависимости от интенсивности света, точка экрана окрашивается в соответствующий цвет.

Экран ЖКД состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы. Кристаллы изменяют свои оптические свойства в зависимости от прилагаемого электрического заряда. Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому ЖКД нуждаются в подсветке или освещении.

в LED мониторах в качестве подсветки используются диоды – полупроводниковый прибор, создающий излучение (свечение) при прохождении через него электрического тока. Если в LCD мониторах одна лампа с холодным катодом подсвечивает весь экран и из-за этого невозможно добиться локального затемнения одного участка экрана и усиления яркости на другом, то в LED мониторах за счет большого количества светодиодов можно равномерно менять яркость одного участка экрана за счет приглушения свечения диодов в этой области и наоборот. Соответственно в LED мониторах подсветка более активная, неравномерная, что позволяет добиться больше контрастности и цветопередачи.

20