7. Основные устройства вывода

2.7.1. Видеосистема компьютера

Видеосистема компьютера состоит из монитора, видеоадаптера и про­граммного обеспечения. Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управле­ния. Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы. А про­граммные средства обрабатывают видеоизображения.

Мониторы бывают алфа­витно-цифро­вые и гра­фиче­ские, монохромные и цветного изображения (среди ха­рактеристик мониторов следует отме­тить: наличие плоского или вы­пуклого эк­рана, уровень вы­сокочас­тотного радиоизлучения, наличие за­щиты экрана от элек­тростатических по­лей, на­личие системы энергосбережения и др.). Совре­менные компьютеры ком­плек­ту­ются, как правило, цветными графическими мо­ниторами.

По принципу ра­боты мо­ниторы делятся на: электронно-лучевые, жид­кокри­сталлические мониторы и др. (например, ­плаз­мен­ные, проекционные).

Основными характеристиками мониторов являются следующие:

• размер экрана монитора, который задается обычно величиной его диаго­нали в дюймах;

• разрешающая способность, которая определяется числом пикселей (свето­вых точек) по горизонтали и вертикали;

• рабочая частота кадровой развертки – определяет скорость смены кадров изображения.

Видеоадаптеры (видеоконтроллеры) являются внутрисистемными уст­ройст­вами, непосредственно управляющими мониторами и выводом инфор­мации на их эк­ран. Видеоконтроллер содержит: схему управления, растро­вую память (ви­део­память, хранящую воспроизводимую на экране информацию и ис­пользующую поле ви­деобуфера в ОП), сменные микросхемы ПЗУ (матрицы зна­ков), порты ввода-вывода. Основные характеристики видеоконтроллера: ре­жимы работы (тек­стовый и графи­чес­кий), воспроизведение цветов (моно­хромный и цветной), число цветов или число полутонов, разрешающая спо­собность (число адресуемых на эк­ране монитора пиксе­лей по горизонтали и вер­тикали), емкость и число страниц в буферной памяти (число стра­ниц - это число запоминаемых текстовых экранов, любой из которых пу­тем пря­мой адре­сации может быть выведен на отображение в мониторе), размер матрицы сим­вола (ко­личество пикселей в строке и столбце матрицы, формирующей символ на экране монитора), разрядность шины данных, определяющая ско­рость об­мена дан­ными с системной шиной, и др. Важная харак­теристика - емкость видео­памяти, она определяет количество храни­мых в памяти пиксе­лей и их атрибутов. Современные видеоконтроллеры для хранения цвета ка­ждого пикселя расходуют до 4 байт памяти, для чего необходимо иметь объем видеопамяти от 32 до 128 Мбайт. Больший объем видеопамяти позво­ляет устанавливать более высокий режим разрешения и большее число цве­тов для каждого пикселя.

Электронно-лучевые мониторы

Большое количество мониторов сконструи­ро­ваны на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), которая управляется сигналами, поступающими от видеокарты. Принцип работы электронно-лучевой трубки монитора такой же, как у телевизионной трубки: изображение на экране создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой (в цветных мониторах для формирования изображения применяют отдельные пушки для каждого из основных цветов – Red, Green, Blue). Этот пучок падает на внут­реннюю по­верхность экрана, покрытого люминофором и вызывает его све­чение (в цветных мониторах слой люминофора составляют из близко расположен­ных группами по три, также в сочетании – Red, Green, Blue, точек цветного люминофора). Основ­ными характеристиками такого монитора явля­ются час­тота кад­ро­вой развертки (частота, с которой меняются кадры изобра­же­ния) - чем больше час­тота раз­вертки, тем меньше утом­ляемость при работе с компью­те­ром и разре­шающая способность мониторов (зави­сит как от ха­рактеристик мо­ни­тора, так и от харак­теристик видеоадаптера). Разре­шающая способ­ность мони­торов нужна пре­жде всего для работы в графи­че­ском ре­жиме и связана с разме­ром пик­селя. Четкость изображения опреде­ляет размер зерна лю­ми­но­фора. Чем меньше зерно, тем выше чет­кость. Вели­чина зерна мо­ни­торов имеет зна­чения от 0,41 до 0,18 мм. У мони­торов с большим зерном не мо­жет быть дос­тиг­нута высокая, разрешающая способ­ность.

Мониторы на ЭЛТ являются источником высокого статического напря­жения, электромагнитного излучения и мягкого рентгеновского излучения, которые оказывают неблагоприятное воздействие на пользователя. Наиболее интенсивные излучения в области задней стенки корпуса монитора.

Жидкокристаллические мониторы

Жидкокристаллические мониторы (LCD, Liquid Crystal Display) исполь­зуют специальную прозрачную жидкость, которая при определенных напря­женностях электростатического поля кристаллизу­ется, при этом изменяется ее прозрачность и коэффициент преломления све­товых лучей. Эти эффекты используются для формирования изображения. Конструктивно такой мони­тор выполнен в виде двух электропроводящих стеклянных пластин, между которыми помещен слой кристаллизующейся жидкости. Для создания элек­тростатического поля стеклянная пластина по­крыта матрицей прозрачных проводников, а пиксель формируется на пересе­чении вертикального и гори­зонтального проводника. Иногда на пересечении проводников ставят актив­ный управляющий элемент – транзистор. Такие эк­раны, которые получили название TFT – экранов (Thin Film Transistor – тон­копленочный транзи­стор), имеют лучшую яркость и предоставляют возмож­ность смотреть на эк­ран даже с отклонением до 45⁰ от вертикали.

В настоящее время жидкокристаллические мониторы успешно конкури­руют с обычными, ЭЛТ мониторами. Их преимущества – компакт­ность (за­ни­мают в 2-3 раза меньше места, чем мониторы с ЭЛТ и во столько же раз легче, по­требляют гораздо меньше электроэнергии и не оказывают неблаго­приятных воздействий на пользователя). Недостаток - более высокая цена, завися­щая от размера экрана.

Плазменные мониторы (по внешнему виду мало отличаются от жид­кокристаллических) формируют изображение светом, выделяемым при газо­вом разряде в каждом пикселе экрана. Конструктивно плазменная панель со­стоит из трех стеклянных пластин, не две из которых нанесены тонкие про­зрачные проводники: на одну вертикально, на другую – горизонтально. Ме­жду ними находится третья пластина, в которой в местах пересечения про­водников двух первых пластин имеются сквозные отверстия. Эти отверстия при сборке заполняются инертным газом: неоном или аргоном, они и обра­зуют пиксели. Плазма газового разряда, возникающая при подаче высокочас­тотного напряжения на вертикальный и горизонтальный проводники, излу­чает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение люми­нофора. Каждый пиксель представляет собой миниатюрную лампу дневного света. Высокая яркость и контрастность, отсутствие дрожания изображения, а также большой угол отклонения от нормали, при котором изображение со­храняет высокое качество, являются большими преимуществами таких мони­торов. К недостаткам можно отнести недостаточную пока разрешающую способность и достаточно быстрое (около 5 лет при офисном использовании) ухудшение качества люминофора.