Монитор как устройство ввода-вывода данных

Мониторы

Процесс взаимодействия пользователя с персональным компьютером (ПК) непременно включает процедуры ввода входных данных и получение результатов обработки этих данных. Поэтому, обязательными составляющими типичной конфигурации ПК являются разнообразные устройства ввода-вывода, среди которых можно выделить стандартные устройства, без которых современный процесс диалога вообще невозможен, и периферийные, т.е дополнительные. К стандартным устройствам ввода-вывода относятся монитор, клавиатура и манипулятор "мышка".

Первые компьютеры мониторов не имели, был лишь набор мигающих светодиодов и распечатка результатов на принтере. С развитием компьютерной техники появились мониторы и сейчас они являются необходимой частью базовой конфигурации персонального компьютера.

Монитор (дисплей) - это стандартное устройство вывода, предназначенное для визуального отображения текстовых и графических данных. В зависимости от принципа действия, мониторы делятся на:

· мониторы с электронно-лучевой трубкой;

· дисплеи на жидких кристаллах.

Монитор с электронно-лучевой трубкой

Монитор с электронно-лучевой трубкой похож на телевизор. Электронно-лучевая трубка представляет собой электронно-вакуумное устройство в виде стеклянной колбы, в горловине которой находится электронная трубка, на дне - экран со слоем люминофора. При нагревании, электронная пушка излучает поток электронов, которые с высокой скоростью двигаются к экрану. Поток электронов (электронный луч) проходит через фокусирующую и отклоняющую катушку, которая направляет его в определенную точку люминофорного покрытия экрана. Под действием электронов, люминофор излучает свет, который видит пользователь. Люминофор характеризуется временем излучения после действия электронного потока. Электронный луч двигается довольно быстро, расчерчивая экран строками слева направо и сверху вниз. Во время развертки, то есть передвижения по экрану, луч влияет на те элементарные участки люминофорного покрытия, где может появиться изображение. Интенсивность луча постоянно изменяется, что обуславливает свечение соответствующих участков экрана. Поскольку, свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен непрерывно пробегать по экрану, восстанавливая его.

Время излучения и частота обновления свечения должны соответствовать друг другу. Преимущественно, частота вертикальной развертки равна 70-85 Гц, то есть свечение на экране возобновляется 70-85 раз в секунду. Снижение частоты обновления приводит к миганию изображения, что утомляет глаза. Соответственно, повышение частоты обновления приводит к размыванию или удвоению контуров изображения.

Мониторы могут иметь как фиксированную частоту развертки, так и разные частоты в некотором диапазоне. Существует два режима развертки: Interlaced (черезстрочная) и Non Interlaced (построчная). Обычно, используют порядковую развертку. Луч сканирует экран построчно сверху вниз, формируя изображение за один проход. В режиме черезстрочной развертки, луч сканирует экран сверху вниз, но за два прохода: сначала нечетные строки, потом четные. Проход при черезстрочной развертке занимает вдвое меньше времени, чем формирование полного кадра в режиме построчной развертки. Поэтому время обновления для двух режимов одинаково.

Экраны для мониторов с электронно-лучевой трубкой бывают выпуклые и плоские. Стандартный монитор - выпуклый. В некоторых моделях используют технологию Trinitron, в которой поверхность экрана имеет небольшую кривизну по горизонтали, по вертикали экран абсолютно плоский. На таком экране наблюдается меньше бликов и улучшено качество изображения. Единственным недостатком можно считать высокую цену.

Дисплеи на жидких кристаллах (Liquid Crystal Display - LCD)

В дисплеях на жидких кристаллах безбликовый плоский экран и низкая мощность потребления электрической энергии (5 Вт, по сравнению, монитор с электронно-лучевой трубкой потребляет 100 Вт).

Существует три вида дисплеев на жидких кристаллах:

· монохромный с пассивной матрицей;

· цветной с пассивной матрицей;

· цветной с активной матрицей.

В дисплеях на жидких кристаллах поляризационный фильтр создает две разные световые волны. Световая волна проходит сквозь жидкокристаллическую ячейку. Каждая ячейка имеет свой цвет. Жидкие кристаллы представляют собой молекулы, которые могут перетекать как жидкость. Это вещество пропускает свет, но под действием электрического заряда, молекулы изменяют свою ориентацию.

В дисплеях на жидких кристаллах с пассивной матрицей каждой ячейкой руководит электрический заряд (напряжение), который передается через транзисторную схему в соответствии с расположением ячеек в строках и столбцах матрицы экрана. Ячейка реагирует на импульс поступающего напряжения.

В дисплеях с активной матрицей каждая ячейка оснащена отдельным транзисторным ключом. Это обеспечивает высшую яркость изображения чем в дисплеях с пассивной матрицей, поскольку каждая ячейка находится под действием постоянного, а не импульсного электрического поля. Соответственно, активная матрица потребляет больше энергии. Кроме того, наличие отдельного транзисторного ключа для каждой ячейки усложняет производство, что, в свою очередь, увеличивает их цену.

Монохромные и цветные мониторы

По набору оттенков отображаемых цветов, мониторы делятся на цветные и черно-белые (монохромные). Монохромные мониторы дешевле, но не подходят для работы с операционной системой Windows. В цветных мониторах используют более сложные методы формирования изображения. В монохромных электронно-лучевых трубках существует одна электронная пушка, в цветных - три. Экран монохромной электронно-лучевой трубки покрыт люминофором одного цвета (с желтым, белым или зеленым излучением). Экран цветной электронно-лучевой трубки состоит из люминофорных триад (с красным, зеленым и синим излучением). Комбинации трех цветов предоставляет великое множество выходных оттенков.

Основные параметры мониторов

С точки зрения пользователя, основными характеристиками монитора являются размер по диагонали, разрешающая способность, частота регенерации (обновление) и класс защиты.

Размер монитора. Экран монитора измеряется по диагонали в дюймах. Размеры колеблются от 9 дюймов (23 см) до 42 дюймов (106 см). Чем больше экран, тем дороже монитор. Распространенными являются размеры 14, 15, 17, 19 и 21 дюйма. Мониторы большого размера лучше использовать для настольных издательских систем и графических работ, в которых нужно видеть все детали изображения. Оптимальными для массового использования являются 15- и 17-дюймовые мониторы.

Разрешающая способность. В графическом режиме работы изображение на экране монитора состоит из точек (пикселов). Количество точек по горизонтали и вертикали, которые монитор способный воссоздать четко и раздельно называется его разрешающей способностью. Выражение "разрешающая способность 800х600" означает, что монитор может выводить 600 горизонтальных строк по 800 точек в каждой. Стандартными являются такие режимы разрешающей способности: 800х600, 1024х768, 1152х864 и выше. Это свойство монитора определяется размером точки (зерна) экрана. Размер зерна экрана современных мониторов не превышает 0,28 мм. Чем больше разрешающая способность, тем лучше качество изображения. Качество изображения также связанно с размером экрана. Так, для удовлетворительного качества изображения в режиме 800х600 на 15-дюймовом мониторе можно ограничиться размером зерна 0,28 мм, для 14-дюймового монитора с тем же размером зерна в одном и том же видеорежиме качество мелких деталей изображения будет немного хуже.

Частота регенерации. Этот параметр иначе называется частотой кадровой развертки. Он показывает сколько раз в секунду монитор может полностью обновить изображение на экране. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц). Чем больше частота, тем меньше усталость глаз и больше времени можно работать непрерывно. Сегодня минимально допустимой считается частота в 75 Гц, нормальной - 85 Гц, комфортной - 100 Гц и больше. Этот параметр зависит и от характеристик видеоадаптера.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому отвечает монитор с точки зрения требований техники безопасности. Сейчас общепринятыми считаются международные стандарты TCO-92, TCO-95 и ТСО-99, ограничивающие уровни электромагнитного излучения, эргометрические и экологические нормы, в рамках, безопасных для здоровья человека.

Преимущества и недостатки ЭЛТ-мониторов

· у TFT-мониторов отсутствует излучение и мигание изображения, что значительно полезнее для зрения и здоровья пользователя, особенно, если за компьютером он проводит много времени;

· изображение на TFT-мониторе характеризуется высокой контрастностью и яркостью.

Еще одна характеристика TFT-монитора в разных случаях может быть как позитивной, так и негативной. Дело в том, что изображение на TFT-мониторе воспринимается только под определенным углом зрения и если смотреть на монитор немного сбоку, то изображение не воспринимается вообще. Если работа на компьютере требует определенной конфиденциальности - это очень полезная характеристика, поскольку никто не сможет подсмотреть за ходом ваших мыслей. Однако, если компьютер используется для презентационных или учебных целей, могут возникнуть определенные сложности с просмотром материала. Именно поэтому при покупке TFT-монитора необходимо обращать внимание на такой параметр, как угол обзора, составляющий в среднем от 160 до 140 градусов.

Характеристики TFT-монитора, важные для его выбора

Цена TFT-монитора зависит от:

· фирмы-производителя;

· диагонали его экрана;

· яркости, которая составляет от 250 до 450 cd/м2;

· контрастности, которая выражается следующим образом: от 250:1 до 500:1;

· угла обзора.

Чем выше значение указанных параметров, тем выше и цена монитора.

Также стоит обращать внимание на время “отзыва” TFT-монитора - параметр, влияющий на динамику смены одного изображения на другое. Лучше всего, когда время “отзыва” находится в пределах 16-25 миллисекунд - если это время больше 25 мс, при смене изображения на мониторе может образовываться своеобразный шлейф от предыдущего изображения.

И, конечно, цена TFT-монитора зависит от его дизайна - за красоту и неординарность нужно платить.

Сравнительная характеристика ЭЛТ- и TFT-мониторов

· Почему-то никто и никогда не додумывается протирать экран телевизора спиртом. Однако находятся оригиналы, которые не прочь протереть спиртом экран компьютерного монитора. Делать это - категорически нельзя. Также как и использовать для его очищения средства для мойки окон, ацетон, стиральный порошок, соду и средства, содержащие в себе спирт.

Дело в том, что экран практически любого современного монитора имеет специальное антибликовое покрытие. Если чистить экран монитора средствами, содержащими спирт, то он покроется огромным количеством трещин и трещинок. Также не стоит использовать различные чистящие порошки - от них на экране могут появиться царапины.

Если же вы все-таки желаете почистить своего электронного друга, то в таком случае лучше использовать специальные средства, которые продаются в компьютерных магазинах. Для подобных целей используют сухие безворсовые салфетки в сочетании со специальными гелями или аэрозолями, или салфетки с наполнителями. Некоторые очистительные средства могут иметь также и антистатическое действие.

Если же на покупку специальных средств у вас нет ни времени, ни денег, можно применить и дешевые “подручные” методы очистки. Так для очистки монитора можно использовать только две тряпки - сначала протрите монитор тряпкой, смоченной в мыльной воде, потом смойте мыльную воду и вытрите монитор досуха. Для более мягкой очистки можно использовать любое детское мыло.

· Чтобы проблема очистки монитора не стояла перед вами слишком остро, старайтесь не пачкать экран пальцами и не очень чистыми предметами - жирные пятна на экране трудно удалить даже с помощью специальных средств.

· Старайтесь не закрывать вентиляционные отверстия сзади монитора - они там сделаны не для красоты, а для обеспечения нормальной вентиляции воздуха внутри монитора.

· Устанавливать монитор стоит в прохладном месте подальше от радиаторов цетрального отопления и прямых солнечных лучей - избыточная жара негативно влияет на работу монитора, да и других составляющих компьютера.

· Регулярно протирайте монитор от пыли.

· Старайтесь не использовать весь потенциал яркости монитора на все сто процентов и ваша “экономность” будет заметна через несколько лет - монитор сохранит яркое и контрастное изображение на длительное время.