Вимоги до моніторів ПК Введення Персональні комп'ютери використовуються мільйонами людей в усьому світі - програмістами, операторами і просто користувачами - в процесі повсякденної діяльності. Тому серед гігієнічних проблем сучасності проблеми гігієни праці користувачів ПЕОМ відносяться до числа найбільш актуальних, так як безперервно розширюється коло завдань, що вирішуються ПЕОМ, і всі великі контингенти людей залучаються до процесу використання обчислювальної техніки. Праця оператора ПЕОМ відноситься до форм праці з високим нервово-емоційним напругою. Це обумовлено необхідністю постійного спостереження за динамікою зображення, розрізнення тексту рукописних та друкованих матеріалів, виконанням машинописних і графічних робіт. В процесі роботи потрібно постійно підтримувати активну увагу. Праця вимагає високої відповідальності, оскільки ціна помилки досить велика, аж до великих економічних втрат і аварій. Зростання застосування ПК на робочих місцях різного призначення привернуло увагу до цілого ряду фактів негативного впливу на здоров'я, які пов'язані або вважаються пов'язаними саме з роботою на комп'ютері. Основна навантаження при цьому припадає на зір, оскільки при роботі з монітором очі втомлюються значно швидше, ніж за будь-яких інших видах роботи. Тому має сенс докладніше зупинитися на медичні аспекти впливу роботи за комп'ютером на зір оператора, а також на вимогах до моніторів і характеристики зображення на екрані. Основні характеристики зображення на екрані Монітор - це, як правило, єдиний пристрій, "лицем до лиця" з яким користувач проводить не один рік. Легкість для читання інформації на екрані залежить від чіткості елементів зображення. Основними параметрами зображення на екрані монітора є яскравість, контраст, розміри і форма знаків, відбивна здатність екрану, наявність або відсутність мерехтінь. Яскравість зображення (мається на увазі яскравість світлих елементів, тобто знака для негативного зображення та фону для позитивного) нормується для того, щоб полегшити пристосування око до самосвітним об'єктам. Обмежено також (у межах (25%) і коливання яскравості. Нормується зовнішня освітленість екрана (100 - 250 лк). Дослідження показали, що при більш високих рівнях освітленості екрану зорова система втомлюється швидше й більшою мірою. До цих пір залишається спірним питання про те, що краще для зору: позитивне зображення (світлий екран і темні символи) або, навпаки, негативний зображення. І для того і для іншого варіанту можна навести доводи за і проти. Гігієністи вважають, однак, що якщо робота з ПЕОМ передбачає одночасно і роботу з паперовим носієм - зошит, книга (тобто доводиться поперемінно дивитися на ділянки з позитивної та негативної полярністю), то краще і на екрані монітора мати темні символи на світлому фоні, щоб очам не доводилося постійно перебудовуватися. При виборі колірної гами перевагу слід віддавати зелено-блакитний частини спектру. Опитування, проведене у 1997р. серед студентів Московської медичної академії імені І.М. Сеченова, показав, що 66% користувачів віддають перевагу для тривалої роботи з відеотерміналом позитивне зображення, в основному варіант "блакитний екран - чорні символи". Думки з приводу вибору певного кольору світіння екрану також розходяться. Передбачається, що білий, зелений і оранжевий кольори дають однакову чіткість при негативної полярності; при спостереженні з великих відстаней зелений і оранжевий кольори видно краще, тоді як білий кілька сприяє зменшенню числа помилок читання. Якщо враховувати колірну сліпоту і кольорове бінокулярний зір, то червоний і блакитний кольори не рекомендуються. Взагалі, багатобарвне подання інформації на екрані комп'ютера значно спрощує її аналіз, проте може викликати проблеми у людей з дефектами колірного зору. Досить часто чинником, що сприяє швидкого стомлення очей, стає і контраст між фоном і символами на екрані. Зрозуміло, що мала контрастність ускладнює розрізнення символів, однак і занадто велика теж шкодить. Тому контраст повинен бути в межах від 3:1 до 1,5:1. При більш низьких рівнях контрастності у працюючих швидше наступали несприятливі зміни здатності фокусувати зображення та критичної частоти злиття світлових мигтіння, реєструвалося більше скарг на втому очей і загальну втому. Людське око не може довго працювати з дрібними об'єктами. Ось чому нормуються розміри знаків на екрані. Наприклад, кутовий розмір знака повинен бути в межах від 16 до 60 кутових хвилин, що складає від 0,46 до 1,75 см, якщо користувач дивиться на екран з відстані 50 см (мінімальна відстань, рекомендоване Гігієністами). Гігієністами зазначено, що читання, в першу чергу у дітей, значно утруднене і швидко приводить до стомлення, якщо літери мають незвичні химерні обриси. З цієї причини лікарі без ентузіазму ставляться до повального захоплення різноманітними шрифтами, особливо в освітніх програмах для дітей. Дослідження зору у школярів початкових класів показали, що при читанні тексту, набраного шрифтом більш складного малюнка, у дітей швидше падає швидкість читання, частіше відзначається зниження критичної частоти злиття світлових мелькання. СанПиН включає кілька параметрів, що визначають допустиму форму і розміри знака. Зокрема, нормується відношення ширини знака до висоти (0,5-1,0, краще 0,7-0,9), тобто знаки не повинні бути ні занадто вузькими, ні занадто широкими. Легкість для читання знижується, якщо растр зображення видно; збільшення матриці знаку (до 7 * 9) підвищує легкість для читання. Оптимальна величина знаків диктується як достатніми для ідентифікації розмірами, так і тим, що знаки не повинні бути дуже великими, інакше при читанні занадто мало знаків потрапляє в поле зору. Оскільки яскравість, в принципі, змінюється при кожному пробігу скануючого променя, чіткість символів визначається крутизною зміни яскравості при перетині контуру символу. Відбивна здатність екрану не повинна перевищувати 1%. Для зниження кількості відблисків і полегшення концентрації уваги корпус монітора повинен мати матову одноколірну поверхню (світло-сірий, світло-бежевий тону) з коефіцієнтом відображення 0,4-0,6, без блискучих деталей і з мінімальним числом органів управління і написи на лицьовій стороні. Антибликовое покриття зменшує віддзеркалення зовнішнього світла від скляної поверхні екрана. Розрізняють декілька типів покриття: наприклад, спеціальна, розсіююча світловий потік, гравірування екрану; більш ефективне кремнієве покриття, часто вживане в скляних фільтрах; особливі види встановлюються на кінескоп антибликовий панелей. Слід, однак, відзначити, що перші два способи зменшення відбивної здатності екрану дещо знижують контрастність і погіршують передачу кольору, тому монітори з блискучими екранами зазвичай передають кольору яскравіше. Зміна яскравості під час одного циклу регенерації може сприйматися як мерехтіння. Частота, при якій не спостерігається мерехтінь - частота злиття мерехтінь. Сприйняття мерехтіння залежить не тільки від частоти регенерації, але і від ряду інших параметрів, таких як яскравість екрану, освітленість приміщення, ступінь осциляції, контраст, а також від використання центрального або периферичного зору і від індивідуальної чутливості. Мерцание негативно впливає на зоровий комфорт оператора і може викликати симптоми зорового стомлення. Оскільки сітківка ока змушена постійно перенастроюватися, видимі мерехтіння сприяють виникненню адаптаційної перевантаження очей, і, крім того, зміни акомодації. Зміна положення символів на екрані в часі - дефект, званий тремтінням зображення. Це явище пов'язане з неправильними коливаннями магнітного поля, використовуваного для відхилення електронного променя. Деякі види люмінофора мають значну післясвічення, тобто яскравість символів знижується дуже повільно, і вони сприймаються протягом декількох періодів регенерації після того, як відповідні пікселі вже більше не опромінюються. Таке явище значно знижує чіткість зображення; на моніторах зі швидкими люмінофорами воно не спостерігається. Основні нормовані візуальні характеристики моніторів і відповідні допустимі значення цих характеристик представлені в таблиці 1. Таблиця 1. Деякі нормовані візуальні параметри відеотерміналів ПараметриДопустімие значення Яскравість знака або фону (вимірюється в темряві) 35-120 кд/м2 Контраст Від 3:1 до 1,5:1 Тимчасова нестабільність зображення (мерехтіння) Не повинна бути зафіксовано більше 90% спостерігачів Кутовий розмір знака16-60 Відношення ширини знака до висоти 0,5-1,0 Відбивна здатність екрана (відблиски) не більше 1% Нерівномірність яскравості елементів знаковне більше ± 25% Нерівномірність яскравості робочого поля екранане більше ± 20% Формат матриці знака для великих літер і цифр, (для відображення рядкових букв з нижніми виносними елементами формат матриці повинен бути збільшений зверху чи знизу на 2 елемента зображення) не менше 7 * 9 елементів зображення; не менше 5 * 7 елементів зображення Розмір мінімального елемента відображення (пікселя) для монохромного монітора, мм0, 3 Допустиме горизонтальне зміщення однотипних знаків,% від ширини знакане більше 5 Допустиме вертикальне зміщення однотипних знаків,% від висоти матриці, що не більше 5 Допустима просторова нестабільність зображення (тремтіння по амплітуді зображення) при частоті коливань в діапазоні від 0,5 до 30 Гц, ммне більш 2L * 10-4 (L-відстань спостереження, мм) Примітка: під нерівномірністю яскравості розуміються відносини освітленість робочого приміщення Отже, основне навантаження при роботі за комп'ютером припадає на очі. Їх стомлюваність багато в чому залежить не тільки від якості зображення на екрані, а й від загальної освітленості приміщення. У той час як для звичайних офісів рекомендується освітленість до 1600 люкс, для робочих місць, оснащених відеотерміналів, рекомендується освітленість 100-500 люкс. Згідно з гігієнічним нормам, освітленість на поверхні стола і клавіатурі повинна бути не менш 300 люкс, а вертикальна освітленість екрану - всього 100-250 люкс. Дослідження фізіологів і гігієністів переконливо довели, що і півтемрява, і занадто висока освітленість екрану призводять до швидкого зорового стомлення. Розміщувати комп'ютер рекомендується так, щоб світло (природний або штучний) падав збоку, краще ліворуч, це позбавить вас від заважають тіней і допоможе знизити освітленість екрана. Як джерела освітлення рекомендується застосовувати люмінесцентні лампи типу ЛБ зі світильниками серії ЛПО36 з зеркалізованнимі гратами. Лампи розжарювання краще використовувати для місцевого освітлення зони робочого документа (клавіатури, книги, зошити). Постарайтеся, щоб люстра в вашій робочій кімнаті мала закриті знизу світильники, так щоб на екран монітора падав неуважно-відображене світло. Це позбавить вас від відблисків і полегшить зорову роботу. А ось настільна лампа, навпаки, повинна мати щільний, непросвечівающій абажур, що скеровує світло прямо в зону робочого документа. Умови зовнішнього освітлення часто впливають на оцінку якості передачі кольору і інших параметрів відображення. Багато виробників, такі як Mitsubishi і Panasonic, борються із зовнішніми факторами, зменшуючи кривизну екрану, аж до створення зовсім плоских екранів. За даними Panasonic, в моделі PanaFlat PF70, що випускається цією компанією, відблиски в порівнянні зі звичайними Кінескопні зменшені на 87%. Є також ряд інших засобів, що дозволяють боротися із зовнішнім світом, - спеціальні багатошарові покриття та капюшони, такі як поставляються з моделями серії Electron компанії LaCie. Випромінювання і поля До числа шкідливих факторів, з якими стикається людина, що працює за монітором, належать рентгенівське і електромагнітне випромінювання, а також електростатичне поле. (Допустимі норми для цих параметрів представлені в таблиці 2.) Таблиця 2. Допустимі значення параметрів випромінювань, що генеруються відеомоніторами. ПараметриДопустімие значення Потужність експозиційної дози рентгенівського випромінювання на відстані 0,05 м навколо відеомонітора 100 мкР/год Електромагнітне випромінювання на відстані 0,5 м навколо відеомонітора по електричної складової: в діапазоні 5 Гц-2 кГц 25 В/м в діапазоні 2-400 кГц2, 5 В/м по магнітної складової: в діапазоні 5 Гц-2 кГц 250 нТл в діапазоні 2-400 кГц 25 нТл Поверхневий електростатичний потенціал Не більше 500 В Завдяки існуючим досить суворим стандартам дози рентгенівського випромінювання від сучасних відеомоніторів не небезпечні для більшості користувачів. Виключення складають люди з підвищеною чутливістю до нього (зокрема, рентгенівські випромінювання від монітора небезпечні для вагітних жінок, оскільки можуть зробити несприятливий вплив на плід на ранніх стадіях розвитку). Фахівці не прийшли до однозначного висновку щодо впливу електромагнітного випромінювання на організм людини, однак цілком очевидно, що рівні випромінювання, що фіксуються поблизу монітора (таблиця 2), небезпеки не представляють. При роботі монітора виникає і електростатичне поле. Рівні його напруженості невеликі і не роблять істотного впливу на організм людини на відміну від більш високих рівнів електростатичного поля, характерних для промислових умов. Більш значущою для користувачів є здатність заряджених мікрочастинок адсорбувати пилинки, тим самим перешкоджаючи їх осідання і підвищуючи додатковий ризик алергічних захворювань шкіри, очей, верхніх дихальних шляхів. Стандарти на монітори Виділяють дві основні групи стандартів і рекомендацій - з безпеки і ергономіці. До першої групи належать стандарти UL, CSA, DHHS, CE, скандинавські SEMRO, DEMKO, NEMKO і FIMKO, а також FCC Class B. З другої групи найбільш відомі MPR-II, TCO "92 і TCO" 95, ISO 9241-3, EPA Energy Star, TUV Ergonomie. FCC Class B. Цей стандарт розроблений канадської Федеральної комісією з комунікацій для забезпечення прийнятною захисту навколишнього середовища від впливу радіозавад у замкнутому просторі. Устаткування, що відповідає вимогам FCC Class B, не повинно заважати роботі теле-та радіоапаратури. MPR-II. Цей стандарт був випущений в 1990 р. Шведським національним департаментом стандартів та затверджено ЄЕС. MPR-II накладає обмеження на випромінювання від комп'ютерних моніторів і промислової техніки, яка використовується в офісі. ТСО "92. Рекомендація, розроблена Шведської конфедерацією профспілок і Національною радою індустріального і технічного розвитку Швеції (NUTEK), регламентує взаємодію з навколишнім середовищем. Вона вимагає зменшення електричного і магнітного полів до технічно можливого рівня з метою захисту користувача. Для того щоб отримати сертифікат ТСО "92, монітор повинен відповідати стандартам низького випромінення (Low Radiation), тобто мати низький рівень електромагнітного поля, забезпечувати автоматичне зниження енергоспоживання при довгому невикористання, відповідати європейським стандартам пожежної та електричної безпеки. Як видно з таблиці 3, вимоги TCO "92 є набагато більш жорсткими, ніж вимоги MPR-II. У 1995 р. вимоги ТСО були посилені. Зауважимо, що в Європі вже неможливо продати монітор, який не має відповідності ТСО "92, хоча таке задоволення обходиться покупцям недешево - близько 90 дол дополнітельно. Таблиця 3 Діапазон частотТребованія MPR-II (відстань 0,5 м) Вимоги TCO "92 (відстань 0,5 м) Електричне поле наднизькі (5 Гц - 2 кГц) 25,5 В/м10 В/м Низькі (2 кГц - 400 кГц) 2,5 В/м1 В/м Магнітне поле наднизькі (5 Гц - 2 кГц) 250 нТл200 нТл Низькі (2 кГц - 400 кГц) 25 нТл25 нТл TUV Ergonomie - німецький стандарт ергономіки. Монітори, що відповідають цьому стандарту, пройшли випробування відповідно до EN 60950 (електрична безпека) і ZH 1/618 (ергономічне облаштування робочих місць, оснащених дисплеями), а також відповідають шведському стандарту MPR-II. EPA Energy Star VESA DPMS. Згідно з цим стандартом монітор повинен підтримувати три енергозберігаючих режиму - очікування (stand-by), призупинення (suspend) і "сон" (off). У режимі очікування зображення на екрані пропадає, але внутрішні компоненти монітора функціонують в нормальному режимі, а енергоспоживання знижується до 80% від робочого стану. У режимі припинення, як правило, відключаються високовольтні вузли, а споживання енергії падає до 30 Вт і менше. І нарешті, в режимі так званого "сну" монітор споживає не більше 8 Вт, а функціонує у нього тільки мікропроцесор. При натисканні будь-якої клавіші клавіатури або русі миші монітор переходить в нормальний режим роботи. Російський стандарт ГОСТ 27954 - 88 на відеомонітори персональних ЕОМ. Вимоги цього стандарту обов'язкові для будь-якого монітора, що продається в РФ. Основні вимоги наведені в таблиці 4. Таблиця 4 Характеристика монітора Вимога ГОСТ 27954 - 88 Частота кадрів при роботі з позитивним контрастомНе менше 60 Гц Частота кадрів в режимі обробки текстаНе менше 72 Гц Тремтіння елементів зображення Не більше 0,1 мм Антибликовое покритіеОбязательно Допустимий уровеньшумаНе більше 50 дБА Потужність дози рентгенівського випромінювання на відстані 5 см від екрану при 41-годинному робочому неделеНе більше 0,03 мкР/с Крім того, цим стандартом не допускається застосування вибухонебезпечних Кінескопні, регламентується ступінь деталізації технічної документації на монітори, а також встановлюються вимоги стандартизації і уніфікації, технологічності, ергономіки та технічної естетики, безпеки, технічного ремонту і обслуговування, а також надійності. Монітори персональних комп'ютерів і робочих станцій при обов'язковій сертифікації піддаються сертифікаційних випробувань за наступними параметрами: 1. Параметри безпеки - електрична, механічна, пожежна безпека (ГОСТ Р 50377 - 92). 2. Санітарно-гігієнічні вимоги - рівень звукових шумів (ГОСТ 26329 - 84 або ГОСТ 2718 - 88), ультрафіолетове, рентгенівське випромінювання і показники якості зображення (ГОСТ 27954-88). 3. Електромагнітна сумісність - випромінюються радіоперешкоди (ГОСТ 29216 - 91). Сертифікат видається тільки на весь комплекс перерахованих вище ГОСТів. Згідно з СанПиН, "забороняється затвердження нормативної та технічної документації на нові Дмитрий Мансуров і персональні обчислювальні машини, постановка їх на виробництво, продаж і використання у виробничих умовах, навчальному процесі та в побуті, а також їх закупівля і ввезення на територію Російський Федерації без узгодження нормативної та технічної документації з органами Держсанепіднагляду Росії та отримання гігієнічних сертифікатів ". На даний момент державна організація СЕРТІНФО видала сертифікати відповідності на монітори фірм ALR, Funai, HP, IBM, Samsung, Siemens Nixdorf, Sony, ViewSonic. Практично всі моделі Samsung, Panasonic, Sony і ViewSonic пройшли російську сертифікацію. Вплив роботи з ПК на зір людини Умови роботи за монітором протилежні тим, які звичні для наших очей. У звичайному житті ми сприймаємо в основному відображене світло (якщо тільки не дивимося на сонце, зірки або штучні джерела освітлення), а об'єкти спостереження безперервно перебувають у полі нашого зору протягом хоча б декількох секунд. А от при роботі за монітором ми маємо справу з самосвітним об'єктами і дискретним (мерехтливим з великою частотою) зображенням, що збільшує навантаження на очі. Таким чином, характерною особливістю праці за комп'ютером є необхідність виконання точних зорових робіт на світному екрані в умовах перепаду яркостей в поле зору, наявність мигтіння, нестійкості і нечіткості зображення. Об'єкти зорової роботи знаходяться на різній відстані від очей користувача (від 30 до 70 см) і доводиться часто переводити погляд в напрямках екран-клавіатура-документація (згідно хронометражних даними від 15 до 50 разів на хвилину). Часта переадаптація ока до різної яскравості і відстаней є одним із головних негативних чинників при роботі з дисплеями. Несприятливим фактором світлового середовища є невідповідність нормативних значень рівнів освітленості робочих поверхонь столу, екрану, клавіатури. Нерідко на екранах спостерігається дзеркальне відображення джерел світла і навколишніх предметів. Все вищевикладене ускладнює роботу і призводить до порушень основних функцій зорової системи. Працюючі з Дмитрий терміналами пред'являють скарги на біль і відчуття "піску" в очах, почервоніння століття, труднощі перекладу погляду з близьких на далекі предмети. Відзначається швидке стомлення і затуманення зору, двоїння предметів. Комплекс виявляються порушень був охарактеризований фахівцями як "професійна офтальмопатія "або астенопія - суб'єктивні зорові симптоми дискомфорту або емоційний дискомфорт, що є результатом зорової діяльності. Частота прояву астенопії залежить від робочої ситуації, тривалості роботи за екраном і наявності у користувача порушень зору, очних хвороб або спадкової схильності до таких. Зокрема, після досягнення 40-річного віку оператори повинні регулярно проходити офтальмологічне обстеження з огляду на ймовірності появи пресбіопії-старечої далекозорості, що сприяє виникненню або посиленню зорового дискомфорту. Що стосується ризику появи міопії-короткозорості, то при дотриманні режиму праці та відпочинку вона, як правило, може виникнути або посилитися тільки в людей, спочатку до ній схильних. висновок Комп'ютерні технології, будучи великим досягненням людства, можуть мати негативні наслідки для здоров'я людей. Для зниження шкоди здоров'ю необхідне дотримання встановлених гігієнічних вимог до режимів праці та організації робочих місць. Гігієністами і фізіологами проведено безліч експериментів з вивчення працездатності, виявлення причин стомлення і виникнення патологічних відхилень у працюючих за ПЕОМ. Результати цих експериментів використовуються при розробці оптимальних режимів роботи. Вибір режиму залежить від таких факторів, як тривалість зміни, час, вид діяльності, важкість і напруженість праці, санітарно-гігієнічні умови на робочому місці. Взагалі, сучасна людина перебуває в оточенні такої кількості шкідливих впливів, хай навіть невеликий інтенсивності, що його організм, досить стійкий до впливу кожного з них окремо, може не витримати їх загальної натиску. Тому медики посилюють вимоги до гранично припустимих рівнів таких факторів і підкреслюють важливість дослідження проблеми комплексного впливу факторів малої інтенсивності. Технічний рівень сучасних моніторів не дозволяє повністю виключити існування шкідливих впливів. Однак цей вплив необхідно мінімізувати, регламентувавши ряд параметрів, для чого в 1996р. були розроблені і випущені нові санітарні норми, які діють і понині. Основна мета їх впровадження - полегшити адаптацію до незвичних для організму людини факторів, зберігши тим самим працездатність і здоров'я користувачів ПК.
ЗМІСТ Вступ 1. Види моніторів ... 4 1.1.
Монітори з електронно-променевою трубкою ....... 2. Рідкокристалічні монітори .... 3. Плазмові монітори ... 4. Пластикові монітори .... 2. Стандарти безпеки ... 1. Стандарт TCO ... 2. Стандарт MPR II ... 3. Характеристики моніторів .... 1. Типи розгортки ... 2. Роздільна здатність монітора .......... 14 3.3.
Частота регенерації ... 4. Смуга пропускання ...................... 4. Тенденції та напрямки розвитку моніторів ... 17 Висновок Список використаних джерел ВСТУП Монітор - це пристрій виведення графічної і текстової інформації у формі, доступній користувачеві. Монітори входять до складу будь-якої комп'ютерної системи. Вони є візуальним каналом зв'язку з усіма прикладними програмами і стали життєво важливим компонентом
при визначенні загальної якості й зручності експлуатації всієї комп'ютерної системи. В даний час розвиток комп'ютерних технологій вимагає розробки нових моніторів більшого розміру і нових можливостей. Створювані нові програми по роботі з тривимірною графікою вже не можуть нормально відтворюватися на старих моніторах. Все це привело компаній-розробників до вдосконалення тих технологій в області відтворення інформації, які мають місце бути.
Тому, ця проблема і стала однією з важливих у комп'ютерній техніці. В даному рефераті описані вже існуючі типи моніторів, як вони з'явилися і внаслідок чого, принцип роботи деяких моніторів. Також описані поява нових технологій, які приведуть нас у світ майбутнього. 1. ВИДИ монітор 1. Монітори з електронно-променевою трубкою Сьогодні найпоширеніший тип моніторів - це
CRT (Cathode ray tube) монітори. В основі всіх подібних моніторів лежить катодно-променева трубка, але технічно правильно говорити електронно-променева трубка (ЕПТ). Використовувана в цьому типі моніторів технологія була створена багато років тому і спочатку створювалася як спеціальний інструментарію для вимірювання змінного струму, простіше кажучи - осцилографа. Розвиток цієї технології стосовно до створення моніторів за останні роки призвело до виробництва
все більших за розміром екранів з високою якістю і при низькій вартості. Сьогодні знайти в магазині 14 "монітор дуже складно, але ж року три чотири тому це був стандарт. Сьогодні спостерігається явна тенденція в бік 17" екранів. Розглянемо принципи роботи CRT моніторів. CRT монітор має скляну трубку, всередині якої знаходиться вакуум. З фронтального боку внутрішня частина скла трубки покрита люмінофором.
Для створення зображення в CRT моніторі використовується електронна гармата, яка випускає потік електронів крізь металеву маску або решітку на внутрішню поверхню скляного екрана монітора, яка покрита різнокольоровими люмінофорними точками. Потік електронів на шляху до фронтальної частини трубки проходить через модулятор інтенсивності і прискорює систему, що працюють за принципом різниці потенціалів. У результаті електрони набувають велику енергію, частина з якої витрачається на світіння люмінофора.
Ці світні точки люмінофора формують зображення, яке ви бачите на вашому моніторі. У кольоровому CRT моніторі використовується три електронні гармати. Люмінофорний шар, що покриває фронтальну частину електронно-променевої трубки, складається з дуже маленьких елементів. Ці люмінофорних елементи відтворюють основні кольори. Фактично є три типи рзелений і синій. Кожна з трьох гармат відповідає одному з основних кольорів і посилає пучок електронів на різні частинки люмінофора, чиє світіння основними кольорами з різною інтенсивністю комбінується, і в результаті формується зображення з необхідним кольором. Наприклад, якщо активувати червону, зелену і синю люмінофорні частинки, то їхня комбінація сформує білий колір. Для управління електронно-променевою трубкою необхідна і керуюча електроніка, якість
якої багато в чому визначає і якість монітора. До речі, саме різниця в якості керуючої електроніки, створюваної різними виробниками, є одним із критеріїв, що визначають різницю між моніторами з однаковою електронно-променевою трубкою. Зрозуміло, що електронний промінь, призначений для червоних люмінофорних елементів, не повинен впливати на люмінофор зеленого або синього кольору. Щоб домогтися такої дії, використовується спеціальна маска, чия структура залежить від типу кінескопів,
забезпечує дискретність (растрові) зображення. ЕПТ можна розбити на два класи: трьохпроменева з дельтаобразним розташуванням електронних гармат і з планарним розташуванням електронних гармат. У цих трубках застосовуються щілинні (Slot mask) і тіньові маски (Shadow mask). Тіньова маска (Shadow mask) - це найпоширеніший тип масок для CRT моніторів. Тіньова маска складається з металевої сітки перед частиною скляної трубки з люмінофорним
шаром. Отвори в металевій сітці працюють як приціл, саме цим забезпечується те, що електронний промінь потрапляє тільки на необхідні люмінофорні елементи і тільки в певних областях. Тіньова маска створює решітку з однорідними точками, де кожна така точка складається з трьох люмінофрних елементів основних кольорів - зеленого, червоного і синього, які світяться з різною інтенсивністю під впливом променів з електронних гармат. Мінімальна відстань між люмінофорними елементами однакового
ізнобарвних частинок, чиї кольори відповідають основним кольорам: червоний,
кольору називається крок точки (dot pitch) і є індексом якості зображення. Крок точки зазвичай вимірюється в міліметрах. Чим менше значення кроку точки, тим вища якість відтвореного на моніторі зображення. Тіньова маска застосовується в більшості сучасних моніторів. Щілинна маска (Slot mask) - це технологія широко застосовується компанією NEC. В даному випадку люмінофорних елементи розташовані у вертикальних еліптичних комірках, а маска
зроблена з вертикальних ліній. Фактично вертикальні смуги розділені на еліптичні комірки, які містять групи з трьох люмінофорних елементів трьох основних кольорів. Мінімальна відстань між двома осередками називається щілинним кроком (slot pitch). Чим менше значення щілинного кроку, тим вища якість зображення на моніторі. Крім моніторів NEC, щілинна маска також використовується в моніторах
Panasonic. Є і ще один вид трубок, в яких використовується "Aperture Grill" (апертурная або тіньова грати). Ці трубки стали відомі під назвою Trinitron і вперше були представлені на ринку компанією Sony ще в 1982 році. У трубках з апертурною гратами застосовується оригінальна технологія, де є три променеві гармати, три катода і три модулятора, але при цьому є одна спільна фокусування.
Це рішення не включає в себе металеву решітку з отворами, як у випадку з тіньовою маскою, а має решітку з вертикальних ліній. Замість точок з люмінофорними елементами трьох основних кольорів, апертурная решітка містить серію ниток, що складаються з люмінофорних елементів вибудуваних у вигляді вертикальних смуг трьох основних кольорів. Така система забезпечує високу контрастність зображення і гарну насиченість кольорів, що разом забезпечує високу якість моніторів з трубками на основі цієї технології.
Мінімальна відстань між смугами люмінофора однакового кольору називається кроком смуги (strip pitch) і вимірюється в міліметрах. Чим менше значення кроку смуги, тим вища якість зображення на моніторі. Зауважимо, що не можна безпосередньо порівнювати розмір кроку для трубок різних типів: крок точок трубки з тіньовою маскою вимірюється по діагоналі, в той час як крок апертурною решітки, інакше званий горизонтальним кроком точок по горизонталі. Тому при однаковому кроці точок трубка з тіньовою маскою має більшу
щільність точок, ніж трубка з апертурною гратами. А от відстань між отворами маски вимірюється в міліметрах. Чим менше крок точки, тим краще монітор: зображення виглядають більш чіткими і різкими, контури і лінії виходять рівними і витонченими. Стандартної для 14 "монітора є величина рівна 0,28 мм, зустрічаються також 0,26; 0,21; 0,31; 0,22 мм та ін 1.2. Рідкокристалічні монітори
LCD (Liquid crystal display) монітори зроблені з речовини, яка знаходиться в рідкому стані, але при цьому володіє деякими властивостями, властивими кристалічним тілам. Фактично це рідини, що володіють анізотропією властивостей, пов'язаних з упорядкованістю в орієнтації молекул. Молекули рідких кристалів під впливом електрики можуть змінювати свою орієнтацію і внаслідок цього змінювати властивості світлового променя проходить крізь них.
Грунтуючись на цьому відкритті і в результаті подальших досліджень, стало можливим виявити зв'язок між підвищенням електричної напруги і зміною орієнтації молекул кристалів для забезпечення створення зображення. Перше своє застосування рідкі кристали знайшли в дисплеях для калькуляторів і в кварцових годиннику, а потім їх стали використовувати в моніторах для портативних комп'ютерів. Сьогодні, в результаті прогресу в цій області, починають отримувати все більше поширення
LCD монітори для настільних комп'ютерів. Екран LCD монітора являє собою масив маленьких сегментів (званих пікселями), які можуть манипулироваться для відображення інформації. Технологічні нововведення дозволили обмежити їхні розміри величиною маленької крапки, відповідно на одній і тій же площі екрану можна розташувати більше число електродів, що збільшує дозвіл LCD монітора, і дозволяє нам відображати навіть складні зображення в кольорі.
Для виведення кольорового зображення необхідне підсвічування монітора ззаду так, щоб світло породжувався в задній частині LCD дисплея. Це необхідно для того, щоб можна було спостерігати зображення з гарною якістю, навіть якщо навколишнє середовище не є світлим. Колір виходить в результаті використання трьох фільтрів, які виділяють з випромінювання джерела білого світла три основні кольори. Комбінуючи три основні кольори для кожної точки або пікселя екрана, з'являється можливість відтворити
будь-який колір. Перші LCD дисплеї були дуже маленькими, близько 8 дюймів, у той час як сьогодні вони досягли 15 "розмірів для використання в ноутбуках, а для настільних комп'ютерів виробляються 19" і більше LCD монітори. Слідом за збільшенням розмірів слід збільшення дозволу, наслідком чого є поява нових проблем, які були вирішені за допомогою з'явилися спеціальних технологій. Однією з перших проблем була необхідність стандарту у визначенні якості відображення при високих
дозволах. Першим кроком на шляху до мети було збільшення кута повороту площини поляризації світла в кристалах з 90 ° до 270 ° за допомогою STN (Super twisted nematic) технології Технологія STN дозволяє збільшити кут крутіння орієнтації кристалів усередині LCD дисплея з 90 ° до 270 °, що забезпечує кращу контрастність зображення при збільшенні розмірів монітора. Коротенько про дозвіл LCD моніторів. Цей дозвіл одне і його ще називають native, воно відповідає
максимальному фізичному вирішенню CRT моніторів. Саме в native вирішенні LCD монітор відтворює зображення найкраще. Цей дозвіл визначається розміром пікселів, який у LCD монітора фіксований. При цьому є можливість використовувати і більш низьке, ніж native, дозвіл. Для цього є два способи. Перший називається центрування.
Суть методу в тому, що для відображення зображення використовується тільки ту кількість пікселів, яке необхідно для формування зображення з більш низьким дозволом. В результаті зображення виходить на весь екран, а тільки в середині. Всі невживані пікселі залишаються чорними, тобто навколо зображення утворюється широка чорна рамка. Другий метод називається розтягнення. Суть його в тому, що при відтворенні зображення з більш низьким,
ніж native, дозволом, використовуються всі пікселі, тобто зображення займає весь екран. Однак через те, що зображення розтягується на весь екран, виникають невеликі спотворення, і погіршується різкість. Тому при виборі LCD монітора важливо чітко знати, яке саме дозвіл вам потрібно. До переваг LCD моніторів можна віднести те, що вони справді плоскі в буквальному сенсі цього слова, а створюване на їх екранах зображення відрізняється чіткістю і насиченістю кольорів.
Споживана і рассеівамая потужність у LCD моніторів істотно нижче, ніж у CRT моніторів. У табл. 1 наведено порівняння LCD моніторів і CRT моніторів. Таблиця 1 Порівняння LCD і CRT моніторів Параметри LCD монітори CRT монітори Дозвіл Одне дозвіл з фіксованим розміром пікселів. Оптимально можна використовувати тільки в цьому дозволі; в залежності від підтримуваних функцій розширення
або компресії можна використовувати більш високу або більш низька роздільна здатність, але вони не оптимальні. Підтримуються різні дозволи. При всіх підтримуваних дозволах монітор можна використовувати оптимальним чином. Обмеження накладається тільки прийнятністю частоти регенерації. Частота регенерації Оптимальна частота 60 Гц, чого достатньо для відсутності мерехтіння. Тільки при частотах понад 75 Гц відсутня явно помітне мерехтіння.
Точність відображення кольору Підтримується True Color і імітується необхідна колірна температура. Підтримується True Color і при цьому на ринку є маса пристроїв калібрування кольору, що є безсумнівним плюсом. Формування відображення Зображення формується пікселями, число яких залежать тільки від конкретного дозволу LCD панелі. Крок пікселів залежить тільки від розміру самих пікселів, але не від відстані між ними. Кожен піксель формується індивідуально, що забезпечує чудову
фокусування, ясність і чіткість. Зображення виходить більш цілісним і гладким. Пікселі формуються групою точок або смужок. Крок точки або лінії залежить від відстані між точками або лініями одного кольору. В результаті чіткість і ясність зображення сильно залежить від розміру кроку точки або кроку лінії і від якості CRT. Кут огляду В даний час стандартним є кут огляду 120 і вище; з подальшим розвитком технологій слід
очікувати збільшення кута огляду. Відмінний огляд під будь-яким кутом. Енергоспоживання і випромінювання Практично ніяких небезпечних електромагнітних випромінювань немає. Рівень споживання енергії приблизно на 70% нижче, ніж у стандартних CRT моніторів. Завжди присутній електромагнітне випромінювання, однак їх рівень залежить від того, чи відповідає CRT-якого стандарту безпеки. Споживання енергії в робочому стані на рівні 80
Вт Інтерфейс монітора Цифровий інтерфейс, однак, більшість LCD моніторів мають вбудований аналоговий інтерфейс для підключення до найбільш поширеним аналоговим виходів відеоадаптерів. Аналоговий інтерфейс. Сфера застосування Стандартний дисплей для мобільних систем. Останнім часом починає завойовувати місце і в якості монітора для настільних комп'ютерів. Стандартний монітор для настільних комп'ютерів.
Вкрай рідко використовуються в мобільному вигляді. 1.3. Плазмові монітори Ця технологія називається PDP (Plasma display panels) і FED (Field emission display). Такі найбільші виробники, як Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer і інші вже почали виробництво плазмових моніторів з діагоналлю 40 "і більше, причому деякі моделі вже готові для масового виробництва.
Робота плазмових моніторів дуже схожа на роботу неонових ламп, які зроблені у вигляді трубки, заповненої інертним газом низького тиску. Плазмові екрани створюються шляхом заповнення простору між двома скляними поверхнями інертним газом, наприклад аргоном або неоном. Фактично, кожен піксель на екрані працює як звичайна флуоресцентна лампа. Висока яскравість і контрастність поряд з відсутність тремтіння є великими перевагами таких
моніторів. Крім того, кут стосовно нормалі, під яким можна побачити нормальне зображення на плазмових моніторах істотно більше ніж 45 ° у випадку з LCD моніторами. Головними недоліками такого типу моніторів є досить висока споживана потужність, зростаюча при збільшенні діагоналі монітора і низька роздільна здатність, обумовлена великим розміром елемента зображення. Через ці обмеження такі монітори використовуються поки тільки для конференцій,
презентацій, інформаційних щитів, тобто там, де потрібні великі розміри екранів для відображення інформації. 1.4. Пластикові монітори Є і ще одна нова технологія, це LEP (Light emission plastics) або світив пластик. На сьогоднішній день компанія може представити монохромні (жовтого світіння) LEP-дисплеї, що наближаються за ефективністю до рідкокристалічним дисплеям
LCD, поступаються їм за терміном служби, але мають ряд істотних переваг: • Оскільки багато стадії процесу виробництва LEP-дисплеїв збігаються з аналогічними стадіями виробництва LCD, виробництво легко переобладнати. Крім того, технологія LEP дозволяє наносити пластик на гнучку підкладку великої площі, що неможливо для неорганічного світлодіода (там доводиться використовувати матрицю діодів); •
Пластик сам випромінює світло і йому не потрібна підсвічування та інші хитрощі, необхідні для отримання кольорового зображення на LCD-моніторі. Більше того, LEP-монітор забезпечує 180-градусний кут огляду; • Пристрій дисплея гранично просто: вертикальні електроди з одного боку пластику, горизонтальні - з іншого. Зміною числа електродів на одиницю протяжності по горизонталі або вертикалі можна домагатися будь-якого необхідного дозволу, а також, при необхідності, різної форми пікселя; •
Оскільки LEP-дисплей працює при низькій напрузі живлення (менше 3 V) і має малу вагу, його можна використовувати в портативних пристроях, що живляться від батарей; • LEP-дисплей має вкрай малим часом перемикання (менше 1 мікросекунди), тому його можна використовувати для відтворення відеоінформації; Ці переваги плюс дешевизна призвели до виникнення у LEP-технології досить райдужних перспектив. 2. СТАНДАРТИ
БЕЗПЕКИ На всіх сучасних моніторах можна зустріти наклейки з абревіатурами TCO або MPR II. Правда ще зустрічаються написи Low Radiation, але насправді це не свідчить про будь-захисті, просто так робили виробники Південно-Східної Азії для залучення уваги до своєї продукції. З метою зниження ризику для здоров'я, різними організаціями були розроблені рекомендації по параметрам
моніторів, дотримуючись яких виробники моніторів роблять їх більш безпечними. Усі стандарти безпеки для моніторів регламентують максимально допустимі значення електричних і магнітних полів, створюваних монітором при роботі. Практично в кожній розвиненій країні є власні стандарти, але особливу популярність у всьому світі завоювали стандарти, розроблені в Швеції і відомі під іменами
TCO і MPRII. 2.1. Стандарт TCO Цей стандарт був розроблений у Швеції. Більше 80% службовців і робітників у Швеції мають справу з комп'ютерами, тому головне завдання TCO - це розробити стандарти безпеки при роботі з комп'ютерами, тобто забезпечити своїм членам і всім іншим безпечне і комфортне робоче місце. Крім розробки стандартів безпеки, TCO бере участь у створенні спеціальних інструментів для тестування
моніторів і комп'ютерів. Стандарти TCO розроблені з метою гарантувати користувачам комп'ютерів безпечну роботу. Цим стандартам повинен відповідати кожен монітор, який продається в Швеції і в Європі. Рекомендації TCO використовуються виробниками моніторів для створення більш якісних продуктів, які менш небезпечні для здоров'я користувачів. Суть рекомендацій TCO полягає не тільки у визначенні допустимих значень різного типу випромінювань,
але й у визначенні мінімально прийнятних параметрів моніторів, наприклад підтримуваних дозволів, інтенсивності світіння люмінофору, запас яскравості, енергоспоживання, шумність і т.д. Більше того, крім вимог у документах TCO наводяться докладні методики тестування моніторів. Рекомендації TCO застосовуються як в Швеції, так і у всіх Європейських країнах для визначення стандартних параметрів, яким повинні відповідати всі монітори.
2.2. Стандарт MPR II MPR II був розроблений The swedish board for technical accreditation і визначає максимально допустимі величини випромінювання магнітного й електричного полів, а також методи їх вимірювання. MPR II базується на концепції про те, що люди живуть і працюють в місцях, де вже є магнітні й електричні поля, тому пристрої, які ми використовуємо, такі як монітор для комп'ютера, не повинні створювати електричні й магнітні поля, великі ніж ті, які вже існують.
Зауважимо, що стандарти TCO вимагають зниження випромінювань електричних і магнітних полів від пристроїв на стільки, наскільки це технічно можливо, незалежно від електричних і магнітних полів вже існуючих навколо нас. 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ МОНІТОР 3.1. Типи розгортки В режимах високого дозволу важливим фактором є тип розгортки: порядкова (Non-Interlaced) або чересстрочная. При порядковому способі формування зображення всі рядки кадру
виводяться протягом одного періоду кадрової розгортки, тобто передача всіх рядків на екрані монітора за один прийом без чергування. Володіють порядкової розгорткою монітори дозволяють швидше виводити зображення на екран, і менш схильні до мерехтінню. Всі сучасні монітори є моніторами з порядкової розгорткою. При чересстрочном способі за один період кадрової розгортки виводяться непарні рядки зображення,
за другий - непарні. Тому кажуть, що один кадр ділиться на два поля. Помітно, що в разі розгорнення частота кадрів знижується вдвічі. У чому ж їх відмінність? Монітори з порядкової розгорткою мають кращі характеристики, так як вони відтворюють зображення на екрані швидше і без мерехтіння. Вони також мають більш різкі і чіткі зображення.
Всі монітори високої якості відображають зображення у всіх режимах дозволу з порядкової розгорткою. Монітори, що мають "штатні" режими з чергуванням рядків жодної з провідних фірм, що виробляють монітори, не випускаються. 3.2. Роздільна здатність монітора Роздільна здатність або дозвіл означає щільність відображуваного на екрані зображення. Вона визначається кількістю точок або елементів зображення уздовж одного рядка й кількістю горизонтальних
рядків. Екран монітора c дозволом 640х480 точок має 640 точок уздовж рядка і 480 рядків, розгорнутих на екрані. Чим вище роздільна здатність, тим більше інформації виводиться на екран. В даний час максимально можливий дозвіл досягає значення 1800х1440 (Монітор ViewSonic P815). В режимі максимального вирішенні монітора, як правило, працювати не можна, тому що занадто дрібне зображення. Але максимальний дозвіл є одним з найважливіших параметрів оцінки якості
монітора. Чим вище максимальна роздільна здатність, тим краще монітор. Оптимальне дозвіл жорстко пов'язано з розмірами кінескопа монітора. Рекомендовані лікарями режими зведені в табл.2. Таблиця 2 Рекомендовані режими роботи Діагональ Режим роботи 14 "800x600 15" 800x600 17 "1024x728 20-21"
1280x1024 3.3. Частота регенерації Це одна з найважливіших характеристик монітора, що визначає швидкість, з якою відбувається відтворення кадру або повне відновлення (оновлення) екрана в одиницю часу. Частота регенерації вимірюється в Hz (Герцах, Гц), де один Гц відповідає одному циклу в секунду. Частота регенерації дисплея і відповідні характеристики графічної плати, з якої працює
монітор, визначають мерехтіння зображення для всіх режимів роботи монітора. Чим вище частота регенерації, тим менше мерехтіння екрана і, як наслідок, комфортніше умови роботи в силу значно меншою стомлюваності очей користувача. Стандарти VESA визначають сьогодні частоту кадрової розгортки під час відсутності мерехтіння зображення для будь-яких режимів роботи монітора не гірше 85 Гц. Частота рядкової розгортки, що виражається в кілогерцах (кГц),
дорівнює кількості рядків, яке промінь може пробігти за одну секунду. Більш висока частота рядкової розгортки дозволяє виводити на екран зображення з більш високою роздільною здатністю. Частота кадрової розгортки або частота зміни кадрів, виражена в герцах (Гц), відповідає частоті кадрів: скільки разів промінь формує повне зображення - від самої верхнього рядка до самої нижньої за одну секунду. Чим вище частота кадрової розгортки, тим менше рівень небажаного мерехтіння зображення,
на яке мимоволі реагують очі й, отже, менше навантаження на зір. Зауважимо, що чим більший екран монітора, тим більше помітно мерехтіння. Значення частоти регенерації залежить від використовуваного дозволу, від електричних параметрів монітора і від можливостей відеоадаптера. Частоти рядкової і кадрової розгорток підбираються так, щоб сформувати на екрані зображення з високою роздільною здатністю й відсутністю мерехтіння.
Мінімально допустима частота кадрової розгортки - 72 Hz. Але це мінімум, при цьому багато користувачів зауважують мерехтіння екрану, особливо в приміщенні, освітленому люмінесцентними лампами. Нижче приведена табл.3 з мінімально допустимими частотами регенерації моніторів за новим стандартом TCO'99 для різних дозволів: Таблиця 3 Допустимі частоти регенерації. Діагональ монітора
Частота регенерації Дозвіл 14-15 "> = 85 Hz> = 800x600 17"> = 85 Hz> = 1024x768 19-21 "> = 85 Hz> = 1280x1024> 21"> = 85 Hz> = 1280x1024 3.4. Смуга пропускання Смуга пропускання - це діапазон в частот в МГц, в межах якого гарантована стійка робота монітора.
Смуга пропускання також може бути представлена як швидкодія монітора, з яким він здатний сприйняти графічну інформацію в умовах відтворення зображення з максимальною роздільною здатністю, і розрахована за формулою: W = Hmax * Vmax * Fmax, де Hmax - максимальне дозвіл по вертикалі, Vmax - максимальна роздільна здатність по горизонталі, Fmax - максимальна частота кадрів. 4. ТЕНДЕНЦІЇ І
НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ МОНІТОР Очевидна і найголовніша тенденція - це збільшення частки рідкокристалічних моніторів. У 2004 році LCD монітори займуть 52% світового ринку, або в кількісному вираженні 66000000 штук. Інша тенденція - тенденція на ринку кінескопних моніторів. Вона полягає в тому, що монітори, у яких поверхня екрана не плоска, потихеньку знижують свою частку, поступаючись місцем плоским моніторам. Частка 15-ти дюймових моніторів залишиться в найближчі декількох
років приблизно на одному рівні - близько 20% від усієї кількості кінескопних моніторів, і якщо переводити у співвідношення до спільного ринку моніторів - близько 1/10 його частини. Компанія LG Electronics, на відміну від деяких конкурентів, буде продовжувати виробництво і постачання 15-ти дюймових моніторів, крім цього навіть будуть вводитися нові моделі. Якщо говорити про LCD моніторах, то очевидна тенденція - збільшення частки 17-ти дюймових моніторів по
порівняно з 15-дюймовими. Що стосується роботи над поліпшенням якості зображення, тут існує кілька напрямків: по-перше, виробники намагаються розширити вертикальний і горизонтальний кути огляду моніторів, і можна сказати, що в цьому досягають успіху досить сильно, наприклад, у кращих моделей LG кут огляду і по горизонталі і по вертикалі досягає 176 градусів. По-друге - це збільшення яскравості. Яскравість з 250 кандел, яка зараз є стандартом, збільшується
до 300 і навіть до 350. Наступна тенденція - час відгуку. Ще не так давно у більшості виробників воно становило 50-40 мілісекунд, зараз у більшості найпоширеніших моделей - 15 і 17 дюймів - час відгуку максимум 25 мілісекунд, а то буває і 16. Якщо говорити про кінескопних моніторах - тут основне прагнення виробника - це збільшення яскравості, використання різного роду програм, функцій, які дозволяють досягати більш високу
яскравість по всьому екрану, або в окремій його частині. Остання тенденція - це прагнення деяких виробників зменшити розмір кінескопа монітора в глибину. ВИСНОВОК Розвиток технологій в відеосистемах йде повним ходом. І які винаходи або відкриття будуть зроблені в майбутньому, передбачити неможливо. В даний час монітори - це одне з головних пристроїв комп'ютера, тому зараз можна сказати,
що поява нових розробок в середовищі моніторів необхідно, так як розвиток комп'ютерних технологій (таких як 3D-моделювання, комп'ютерна анімація тощо) неминуче призводить до актуальності розвитку моніторів. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. В.Е. Фігурне. IBM PC для користувача. Вид. 6-е, перераб. і доп. - М.: ИНФРА - М, 1995. 2. Айдек, Колесніченко, Крамер.
Апаратні засоби PC. Вид. 2-е - М, 1998. 3. www.ixbt.com. Комп'ютери і периферія. 4. Журнал "Мир ПК". № 3 березень 1999. 5. Журнал "Мир ПК". № 5 травня 1999.
Введение
1. Виды мониторов………………………………………………………………………………...4
1.1. Мониторы с электронно-лучевой трубкой………………………………………….…4
1.2. Жидкокристаллические мониторы…………………………………………………….6
1.3. Плазменные мониторы………………………………………………………………..10
1.4. Пластиковые мониторы……………………………………………………………….10
2. Стандарты безопасности……………………………………………………….......................12
2.1. Стандарт TCO…………………………………………………………………………..12
2.2. Стандарт MPR II………………………………………………………………………..13
3. Характеристики мониторов.…………………………………………………………………..14
3.1. Типы развертки………………………………………………………………………...14
3.2. Разрешающая способность монитора…………………………………………..…….14
3.3. Частота регенерации…………………………………………………………………..15
3.4. Полоса пропускания…………………………………………………..………….……16
4. Тенденции и направления развития мониторов……………………………………………..17
Заключение
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Монитор - это устройство вывода графической и текстовой информации в форме, доступной пользователю. Мониторы входят в состав любой компьютерной системы. Они являются визуальным каналом связи со всеми прикладными программами и стали жизненно важным компонентом при определении общего качества и удобства эксплуатации всей компьютерной системы. В настоящее время развитие компьютерных технологий требует разработки новых мониторов большего размера и новых возможностей. Создаваемые новые программы по работе с трехмерной графикой уже не могут нормально воспроизводиться на старых мониторах. Все это привело компаний-разработчиков к усовершенствованию тех технологий в области воспроизведения информации, которые имеют место быть. Поэтому, эта проблема и стала одной из важных в компьютерной технике. В данном реферате описаны уже существующие типы мониторов, как они появились и вследствие чего, принцип работы некоторых мониторов. Также описаны появление новых технологий, которые приведут нас в мир будущего.
1. Виды мониторов
1.1. Мониторы с электронно-лучевой трубкой
Сегодня самый распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode ray tube) мониторы. В основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но технически правильно говорить электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Используемая в этом типе мониторов технология была создана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще говоря - осциллографа. Развитие этой технологии применительно к созданию мониторов за последние годы привело к производству все больших по размеру экранов с высоким качеством и при низкой стоимости. Сегодня найти в магазине 14" монитор очень сложно, а ведь года три четыре назад это был стандарт. Сегодня наблюдается явная тенденция в сторону 17" экранов.
Рассмотрим принципы работы CRT мониторов. CRT монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой находится вакуум. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. Для создания изображения в CRT мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. В цветном CRT мониторе используется три электронные пушки. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов. Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета. Фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам: красный, зеленый и синий. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофора, чьё свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется, и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет.
Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно разница в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев, определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой.
Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия, используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса: трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые (Slot mask) и теневые маски (Shadow mask).
Теневая маска (Shadow mask) - это самый распространенный тип масок для CRT мониторов. Теневая маска состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Отверстия в металлической сетке работают как прицел, именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками, где каждая такая точка состоит из трех люминофрных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего, которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется шаг точки (dot pitch) и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения. Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов.
Щелевая маска (Slot mask) - это технология широко применяется компанией NEC. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Минимальное расстояние между двумя ячейками называется щелевым шагом (slot pitch). Чем меньше значение щелевого шага, тем выше качество изображения на мониторе. Кроме мониторов NEC, щелевая маска также используется в мониторах Panasonic.
Есть и еще один вид трубок, в которых используется "Aperture Grill" (апертурная или теневая решетка). Эти трубки стали известны под названием Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony еще в 1982 году. В трубках с апертурной решеткой применяется оригинальная технология, где имеется три лучевые пушки, три катода и три модулятора, но при этом имеется одна общая фокусировка. Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии.
Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется шагом полосы (strip pitch) и измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага полосы, тем выше качество изображения на мониторе. Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. А вот расстояние между отверстиями маски измеряется в миллиметрах. Чем меньше шаг точки, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Стандартной для 14" монитора является величина равная 0,28 мм, встречаются также 0,26; 0,21; 0,31; 0,22 мм и др.
1.2. Жидкокристаллические мониторы
LCD (Liquid crystal display) мониторы сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. Основываясь на этом открытии и в результате дальнейших исследований, стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате прогресса в этой области, начинают получать все большее распространение LCD мониторы для настольных компьютеров.
Экран LCD монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которые могут манипулироваться для отображения информации. Технологические новшества позволили ограничить их размеры величиной маленькой точки, соответственно на одной и той же площади экрана можно расположить большее число электродов, что увеличивает разрешение LCD монитора, и позволяет нам отображать даже сложные изображения в цвете. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади так, чтобы свет порождался в задней части LCD дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные цвета. Комбинируя три основные цвета для каждой точки или пикселя экрана, появляется возможность воспроизвести любой цвет.
Первые LCD дисплеи были очень маленькими, около 8 дюймов, в то время как сегодня они достигли 15" размеров для использования в ноутбуках, а для настольных компьютеров производятся 19" и более LCD мониторы. Вслед за увеличением размеров следует увеличение разрешения, следствием чего является появление новых проблем, которые были решены с помощью появившихся специальных технологий. Одной из первых проблем была необходимость стандарта в определении качества отображения при высоких разрешениях. Первым шагом на пути к цели было увеличение угла поворота плоскости поляризации света в кристаллах с 90° до 270° с помощью STN (Super twisted nematic) технологии.. Технология STN позволяет увеличить угол кручения ориентации кристаллов внутри LCD дисплея с 90° до 270°, что обеспечивает лучшую контрастность изображения при увеличении размеров монитора.
Вкратце о разрешении LCD мониторов. Это разрешение одно и его еще называют native, оно соответствует максимальному физическому разрешению CRT мониторов. Именно в native разрешении LCD монитор воспроизводит изображение лучше всего. Это разрешение определяется размером пикселей, который у LCD монитора фиксирован. При этом есть возможность использовать и более низкое, чем native, разрешение. Для этого есть два способа. Первый называется центрирование. Суть метода в том, что для отображения изображения используется только то количество пикселей, которое необходимо для формирования изображения с более низким разрешением. В результате изображение получается не во весь экран, а только в середине. Все неиспользуемые пиксели остаются черными, т.е. вокруг изображения образуется широкая черная рамка. Второй метод называется растяжение. Суть его в том, что при воспроизведении изображения с более низким, чем native, разрешением, используются все пиксели, т.е. изображение занимает весь экран. Однако из-за того, что изображение растягивается на весь экран, возникают небольшие искажения, и ухудшается резкость. Поэтому при выборе LCD монитора важно четко знать, какое именно разрешение вам нужно. К преимуществам LCD мониторов можно отнести то, что они действительно плоски в буквальном смысле этого слова, а создаваемое на их экранах изображение отличается четкостью и насыщенностью цветов. Потребляемая и рассеивамая мощность у LCD мониторов существенно ниже, чем у CRT мониторов. В табл. 1 приведены сравнения LCD мониторов и CRT мониторов.
Таблица 1
Сравнение LCD и CRT мониторов
Параметры |
LCD мониторы |
CRT мониторы |
Разрешение |
Одно разрешение с фиксированным размером пикселей. Оптимально можно использовать только в этом разрешении; в зависимости от поддерживаемых функций расширения или компрессии можно использовать более высокое или более низкое разрешение, но они не оптимальны. |
Поддерживаются различные разрешения. При всех поддерживаемых разрешениях монитор можно использовать оптимальным образом. Ограничение накладывается только приемлемостью частоты регенерации.
|
Частота регенерации |
Оптимальная частота 60 Гц, чего достаточно для отсутствия мерцания. |
Только при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно заметное мерцание. |
Точность отображения цвета |
Поддерживается True Color и имитируется требуемая цветовая температура. |
Поддерживается True Color и при этом на рынке имеется масса устройств калибровки цвета, что является несомненным плюсом. |
Формирование отображения |
Изображение формируется пикселями, число которых зависят только от конкретного разрешения LCD панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким. |
Пиксели формируются группой точек или полосок. Шаг точки или линии зависит от расстояния между точками или линиями одного цвета. В результате четкость и ясность изображения сильно зависит от размера шага точки или шага линии и от качества CRT. |
Угол обзора |
В настоящее время стандартным является угол обзора 120 и выше; с дальнейшим развитием технологий следует ожидать увеличения угла обзора. |
Отличный обзор под любым углом.
|
Энергопотребление и излучение |
Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT мониторов. |
Всегда присутствует электромагнитное излучение, однако их уровень зависит от того, соответствует ли CRT какому-либо стандарту безопасности. Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 80 Вт. |
Интерфейс монитора |
Цифровой интерфейс, однако, большинство LCD мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров. |
Аналоговый интерфейс.
|
Сфера применения |
Стандартный дисплей для мобильных систем. В последнее время начинает завоевывать место и в качестве монитора для настольных компьютеров. |
Стандартный монитор для настольных компьютеров. Крайне редко используются в мобильном виде.
|
1.3. Плазменные мониторы
Эта технология носит название PDP (Plasma display panels) и FED (Field emission display). Такие крупнейшие производители, как Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer и другие уже начали производство плазменных мониторов с диагональю 40" и более, причем некоторые модели уже готовы для массового производства. Работа плазменных мониторов очень похожа на работу неоновых ламп, которые сделаны в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Фактически, каждый пиксель на экране работает как обычная флуоресцентная лампа. Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствие дрожания являются большими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть нормальное изображение на плазменных мониторах существенно больше чем 45° в случае с LCD мониторами. Главными недостатками такого типа мониторов является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора и низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Из-за этих ограничений такие мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, т.е. там, где требуются большие размеры экранов для отображения информации.
1.4. Пластиковые мониторы
Есть и еще одна новая технология, это LEP (Light emission plastics) или светящий пластик. На сегодняшний день компания может представить монохромные (желтого свечения) LEP-дисплеи, приближающиеся по эффективности к жидкокристаллическим дисплеям LCD, уступающие им по сроку службы, но имеющие ряд существенных преимуществ:
Поскольку многие стадии процесса производства LEP-дисплеев совпадают с аналогичными стадиями производства LCD, производство легко переоборудовать. Кроме того, технология LEP позволяет наносить пластик на гибкую подложку большой площади, что невозможно для неорганического светодиода (там приходится использовать матрицу диодов);
Пластик сам излучает свет и ему не нужна подсветка и прочие хитрости, необходимые для получения цветного изображения на LCD-мониторе. Больше того, LEP-монитор обеспечивает 180-градусный угол обзора;
Устройство дисплея предельно просто: вертикальные электроды с одной стороны пластика, горизонтальные - с другой. Изменением числа электродов на единицу протяженности по горизонтали или вертикали можно добиваться любого необходимого разрешения, а также, при необходимости, различной формы пиксела;
Поскольку LEP-дисплей работает при низком напряжении питания (менее 3 V) и имеет малый вес, его можно использовать в портативных устройствах, питающихся от батарей;
LEP-дисплей обладает крайне малым временем переключения (менее 1 микросекунды), поэтому его можно использовать для воспроизведения видеоинформации;
Эти преимущества плюс дешевизна привели к возникновению у LEP-технологии достаточно радужных перспектив.