Мониторы с плазменным экраном

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Мониторы с плазменным экраном (Plasma)

монитор плазменный энергопотребление преимущество

Такие крупнейшие производители, как Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer и другие уже начали производство плазменных мониторов с диагональю 40 дюймов 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. Внутрь трубки помещена пара электродов между которыми зажигается электрический разряд и возникает свечение.

Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора, в диапазоне видимом человеком. Фактически, каждый пиксель на экране работает как обычная флуоресцентная лампа (иначе говоря, лампа дневного света). Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствие дрожания являются большими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым 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. Кроме этого, свойства люминофорных элементов быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким, поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен 10000 часами (это около 5 лет при офисном использовании). 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. Однако есть все основания предполагать, что в скором времени существующие технологические ограничения будут преодолены, а при снижении стоимости, такой тип устройств может с успехом применяться в качестве телевизионных экранов или мониторов для компьютеров.

Подобные телевизоры уже есть, они имеют большую диагональ, очень тонкие (по сравнению со стандартными телевизорами), но и стоят $10000 и выше.

Ряд ведущих разработчиков в области LCD и Plasma экранов совместно разрабатывают технологию PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), которая должна соединить в себе преимущества плазменных и LCD экранов с активной матрицей.

Технологии, которые применяются при создании мониторов, могут быть разделены на две группы:

1) мониторы основанные на излучении света, например традиционные CRT мониторы и плазменные, т.е. это устройства, элементы экрана которых излучают свет во внешний мир и

2) мониторы трансляционного типа, такие как LCD мониторы.

Одним из лучших технологических направлений в области создания мониторов, которая совмещает в себе особенности обоих технологий, описанных выше, является технология FED (Field Emission Display). Мониторы FED основаны на процессе, который немного похож на тот, что применяется в CRT мониторах, так как в обоих методах применяется люминофор, светящийся под воздействием электронного луча. Главное отличие между CRT и FED мониторами состоит в том, что CRT мониторы имеют три пушки, которые испускают три электронных луча, последовательно сканирующих панель, покрытую люминофорным слоем, а в FED - мониторе используются множество маленьких источников электронов, расположенных за каждым элементом экрана, и все они размещаются в пространстве по глубине меньшем, чем требуется для CRT. Каждый источник электронов управляется отдельным электронным элементом, так же как это происходит в LCD мониторах и каждый пиксель затем излучает свет, благодаря воздействию электронов на люминофорные элементы, как и в традиционных CRT мониторах. При этом FED мониторы очень тонкие.

Есть и еще одна новая и перспективная технология, это LEP (Light Emission Plastics) или светящий пластик. Sizes-Resolutions-Refresh Rate.

Теперь перейдём к размерам, разрешениям и частоте обновления.

В случае с мониторами, размер один из ключевых параметров. Монитор требует пространства для своей установки, а пользователь хочет комфортно работать с требуемым разрешением. Кроме этого, необходимо, чтобы монитор поддерживал приемлемую частоту регенерации или обновления экрана (refresh rate). При этом все три параметра размер (size), разрешение (resolution) и частота регенерации (refresh rate) должны всегда рассматриваться вместе, потому что все эти параметры жестко связаны между собой и их значения должны соответствовать друг другу.

Разрешение монитора (или разрешающая способность) связана с размером отображаемого изображения и выражается в количестве точек по ширине (по горизонтали) и высоте (по вертикали) отображаемого изображения. Например, если говорят, что монитор имеет разрешение 640x480, это означает, что изображение состоит из 640x480=307200 точек в прямоугольнике, чьи стороны соответствуют 640 точкам по ширине и 480 точкам по высоте. Это объясняет, почему более высокое разрешение соответствует отображению более содержательного (детального) изображения на экране. Понятно, что разрешение должно соответствовать размеру монитора, иначе изображение будет слишком маленьким, чтобы его разглядеть. Возможность использования конкретного разрешения зависит от различных факторов, среди которых возможности самого монитора, возможности видео карты и объем доступной видеопамяти, которая ограничивает число отображаемых цветов.

Выбор размера монитора жестко связан с тем, как вы используете свой компьютер, выбор зависит от того, какие приложения обычно используются, например, игры, используется текстовый процессор, анимация, используется CAD и т.д., понятно, что в зависимости от того, какое приложение вы используете вам требуется отображение с большей или меньшей детализацией. На рынке традиционных CRT мониторов под размером обычно понимаю размер диагонали монитора, при этом размер видимой пользователем области экрана обычно несколько меньше, в среднем на 1/34, чем размер трубки. Производители могут указывать в сопровождающей документации два размера диагонали, при этом видимый размер обычно обозначается в скобках или с пометкой Viewable size = 34;, но иногда указывается только один размер, размер диагонали трубки.

Обычно мониторы с большой диагональю трубки представляются в качестве лучшего решения, даже при наличии некоторых проблем, таких как стоимость и требуемое пространство на рабочем столе. Как мы уже говорили, выбор размера, а, следовательно, и лучшего разрешения зависит от того, как вы используете монитор: например, если вы крайне редко используете компьютер лишь для того, чтобы написать письмо, то для вас лучшим решением может быть 14 дюймовый; монитор с разрешением 640x480; с другой стороны, если вам требуется больше рабочего пространства на экране при использовании текстового процессора, то для вас гораздо лучше подойдет 15 дюймовый; монитор с разрешением 800x600, который имеет еще и также преимущество над 14 дюймовым монитором, как менее изогнутая поверхность экрана.

Если Вы пользуетесь электронными таблицами, занимающими большую площадь, и вам требуется одновременное использование нескольких документов, то стоит остановить свой выбор на 17 дюймовом мониторе с разрешением 1024x768, а лучше с разрешением 1280x1024. Если вы профессионально занимаетесь версткой (DTP, Desk Top Publishing) или дизайном и моделированием в CAD системах, то потребуется монитор с диагональю от 17 дюймов до 24 дюймов; для работы в разрешениях от 1280x1024 до 1600x1200 точек. Большой монитор с поддержкой высокого разрешения позволит вам более комфортно работать, так как вам не потребуется увеличивать картинку или перемещать отдельные ее части или использовать виртуальный десктоп, когда несколько мониторов подключены к одной или нескольким видео картам.

Максимальная разрешающая способность - одна из основных характеристик монитора, которую указывает каждый изготовитель. Однако реальную максимальную разрешающую способность монитора Вы можете определить сами. Для этого надо иметь три числа: шаг точки (шаг триад для трубок с теневой маской или горизонтальный шаг полосок для трубок с апертурной решеткой) и габаритные размеры используемой области экрана в миллиметрах. Последние можно узнать из описания устройства либо измерить самостоятельно. Если Вы пойдете вторым путем, то максимально расширьте границы изображения и проводите измерения через центр экрана. Подставьте полученные числа в соответствующие формулы для определения реальной максимальной разрешающей способности.Примем сокращения:

максимальное разрешение по горизонтали = MRH

максимальное разрешение по вертикали = MRV

Для мониторов с теневой маской</EM>:

MRH = горизонтальный размер/(0,866 x шаг триад);

MRV = вертикальный размер/(0,866 x шаг триад).

Так, для 17-дюймового монитора с шагом точек 0,25 мм и размером используемой области экрана 320x240 мм мы получим максимальную действительную разрешающую способность 1478x1109 точек: 320 /(0,866x0,25) = 1478 MRH; 240 /(0,866x0,25) = 1109 MRV.

Для мониторов с трубкой использующую апертурную решетку:

MRH = горизонтальный размер / горизонтальный шаг полосок;

MRV = вертикальный размер / вертикальный шаг полосок.

Так, для 17-дюймового монитора с трубкой использующую апертурную решетку и шагом полосок 0,25 мм по горизонтали и размером используемой области экрана 320x240 мм получим максимальную действительную разрешающую способность 1280x600 точек: 320/0,25 = 1280 MRH;

Апертурная решетка не имеет шага по вертикали, и разрешающая способность по вертикали такой трубки ограничена только фокусировкой луча.

На величину максимально поддерживаемого монитором разрешения напрямую влияет частота горизонтальной развертки электронного луча, измеряемая в kHz (Килогерцах, кГц). Значение горизонтальной развертки монитора показывает, какое предельное число горизонтальных строк на экране монитора может прочертить электронный луч за одну секунду. Соответственно, чем выше это значение, тем выше разрешение может поддерживать монитор при приемлемой частоте кадров. Предельная частота строк является критичным параметром при разработке CRT монитора. В таких мониторах используются магнитные системы отклонения электронного луча, представляющие собой обмотки с довольно большой индуктивностью. Амплитуда импульсов перенапряжения на катушках строчной развертки возрастает с частотой строк, поэтому этот узел оказывается одним из самых напряженных мест конструкции и одним из главных источников помех в широком диапазоне частот. Мощность, потребляемая узлами строчной развертки, также является одним из серьезных факторов учитываемых при проектировании мониторов.

Частота регенерации или обновления (кадровой развертки для CRT мониторов) экрана это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Частота регенерации измеряется в Hz (Герцах, Гц), где один Гц соответствует одному циклу в секунду. Например, частота регенерации монитора в 100 Hz означает, что изображение обновляется 100 раз в секунду. Как уже указывалось выше, в случае с традиционными CRT мониторами время свечения люминофорных элементов очень мало, поэтому электронный луч должен проходить через каждый элемент люминофорного слоя достаточно часто, чтобы не было заметно мерцания изображения. Если частота такого обхода экрана становится меньше 70 Hz, то инерционности зрительного восприятия будет недостаточно для того, чтобы изображение не мерцало.

Чем выше частота регенерации, тем более устойчивым выглядит изображение на экране. Мерцание изображения (flicker) приводит к утомлению глаз, головным болям и даже к ухудшению зрения. Заметим, что чем больше экран монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так как угол обзора изображения увеличивается. Значение частоты регенерации зависит от используемого разрешения, от электрических параметров монитора и от возможностей видеоадаптера. Минимально безопасной частотой кадров считается 75 Hz, при этом существуют стандарты, определяющие значение минимально допустимой частоты регенерации. Считается, что чем выше значение частоты регенерации, тем лучше, однако исследования показали, что при частоте вертикальной развертки выше 110 Hz глаз человека уже не может заметить никакого мерцания.

Заметим, что приведены минимально допустимые параметры, а рекомендованная частота регенерации = 100 Hz.

Предлагается справочная таблица, в которой указаны физический и видимый размеры трубок CRT мониторов, максимально поддерживаемое разрешение, рекомендуемое разрешение, а также необходимые объемы видеопамяти для отображения с 256, 65К и 16М цветов.

На всех современных мониторах можно встретить наклейки с аббревиатурой TCO или MPRII. На очень старых моделях встречаются еще и надписи Low Radiation, которые на самом деле ни о чем не говорят. Просто когда-то, исключительно в маркетинговых целях, производители из Юго-Восточной Азии привлекали этим внимание к своей продукции. Никакой защиты подобная надпись не гарантирует.

Все мы хоть раз слышали о том, что мониторы опасны для здоровья. С целью снижения риска для здоровья различными организациями были разработаны рекомендации по параметрам мониторов, следуя которым производители мониторов борются за наше здоровье. Все стандарты безопасности для мониторов регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей создаваемых монитором при работе. Практически в каждой развитой стране есть собственные стандарты, но особую популярность во всем мире (так сложилось исторически) завоевали стандарты, разработанные в Швеции и известные под именами TCO и MPRII.

TCO

TCO (The Swedish Confederation of Professional Employees, Шведская Конфедерация Профессиональных Коллективов Рабочих), членами которой являются 1.3 миллиона Шведских профессионалов, организационно состоит из 19 объединений, которые работают вместе с целью улучшения условий работы своих членов

Это была цитата из официального документа TCO. Дело в том, что более 80% служащих и рабочих в Швеции имеют дело с компьютерами, поэтому главная задача TCO это разработать стандарты безопасности при работе с компьютерами, т.е. обеспечить своим членам и всем остальным безопасное и комфортное рабочее место. Кроме разработки стандартов безопасности, TCO участвует в создании специальных инструментов для тестирования мониторов и компьютеров.

Стандарты TCO разработанные с целью гарантировать пользователям компьютеров безопасную работу. Этим стандартам должен соответствовать каждый монитор, продаваемый в Швеции и в Европе. Рекомендации TCO используются производителями мониторов для создания более качественных продуктов, которые менее опасны для здоровья пользователей. Суть рекомендаций TCO состоит не только в определении допустимых значений различного типа излучений, но и в определении минимально приемлемых параметров мониторов, например поддерживаемых разрешений, интенсивности свечения люминофора, запас яркости, энергопотребление, шумность и т.д. Более того, кроме требований в документах TCO приводятся подробные методики тестирования мониторов.

Рекомендации TCO применяются как в Швеции, так и во всех Европейских странах для определения стандартных параметров, которым должны соответствовать все мониторы. В состав разработанных TCO рекомендаций сегодня входят три стандарта: TCO'92, TCO'95 и TCO'99 (цифры означают год их принятия).

Большинство измерений во время тестирований на соответствие стандартам TCO проводятся на расстоянии 30 см спереди от экрана, и на расстоянии 50 см вокруг монитора. Для сравнения во время тестирования мониторов на соответствие другому стандарту MPRII все измерения производятся на расстоянии 50 см спереди экрана и вокруг монитора. Это объясняет то, что стандарты TCO более жесткие, чем MPRII.

Стандарт TCO'92 был разработан исключительно для мониторов и определяет величину максимально допустимых электромагнитных излучений при работе монитора, а так же устанавливает стандарт на функции энергосбережения мониторов. Кроме того, монитор, сертифицированный по TCO'92, должен соответствовать стандарту на энергопотребление NUTEK и соответствовать Европейским стандартам на пожарную и электрическую безопасность.

Стандарт TCO'92 рассчитан только на мониторы и их характеристики относительно электрических и магнитных полей, режимов энергосбережения и пожарной и электрической безопасности. Стандарт TCO'95 распространяется на весь персональный компьютер, т.е. на монитор, системный блок и клавиатуру и касается эргономических свойств, излучений (электрических и магнитных полей, шума и тепла), режимов энергосбережения и экологии (с требованием к обязательной адаптации продукта и технологического процесса производства на фабрике). Заметим, что в данном случае термин «персональный компьютер» включает в себя рабочие станции, серверы, настольные и напольные компьютеры, а также компьютеры Macintosh.

Стандарт TCO'95 существует наряду с TCO'92 и не отменяет последний.

Требования TCO'95 по отношению к электромагнитным излучениям мониторов не являются более жесткими, чем по TCO'92.

Кстати, что касается эргономики, то TCO'95 в этом отношении предъявляет более строгие требования, чем международный стандарт ISO 9241.

Отметим, что LCD и плазменные мониторы также могут быть сертифицированы по стандартам TCO'92 и TCO'95, как, впрочем, и портативные компьютеры.

К слову, мыши не подлежат сертификации TCO'95.

В разработке стандарта TCO'95 принимали совместное участие четыре организации: TCO, Naturskyddforeinegen, NUTEK и SEMKO AB.

Naturskyddforeinegen (The Swedish Society for Nature Conservation) - Шведское общество защиты природы. Это их знак в виде летящего сокола размещен на эмблеме TCO'95.

NUTEK (The National Board for Industrial and Technical Development in Sweden) - Шведская правительственная организация занимающаяся исследованиями в области энергосбережения и эффективного использования энергии.

Компания SEMKO AB занимается тестированием и сертификацией электрических продуктов. Это независимое подразделение группы British Inchcape. SEMKO AB разработала тесты для TCO'95 сертификации и проверки сертифицированных устройств.

TCO '99

TCO'99 предъявляет более жесткие требования, чем TCO'95 в следующих областях: эргономика (физическая, визуальная и удобство использования), энергия, излучение (электрических и магнитных полей), окружающая среда и экология, а также пожарная и электрическая безопасность. Стандарт TCO'99 распространяется на традиционные CRT мониторы, плоско панельные мониторы (Flat Panel Displays), портативные компьютеры (Laptop и Notebook), системные блоки и клавиатуры. Спецификации TCO'99 содержат в себе требования, взятые из стандартов TCO'95, ISO, IEC и EN, а также из EC Directive 90/270/EEC и Шведского национального стандарта MPR 1990:8 (MPRII) и из более ранних рекомендаций TCO. В разработке стандарта TCO'99 приняли участие TCO, Naturskyddsforeningen и and Statens Energimyndighet (The Swedish National Energy Administration, Шведское Национальное Агентство по Энергетике).

Экологические требования включают в себя ограничения на присутствие тяжелых металлов, броминатов и хлоринатов, фреонов (CFC) и хлорированных веществ внутри материалов.

Любой продукт должен быть подготовлен к переработке, а производитель обязан иметь разработанную политику по утилизации, которая должна исполняться в каждой стране, в которой действует компания.

Требования по энергосбережению включают в себя необходимость того, чтобы компьютер и / или монитор после определенного времени бездействия снижали уровень потребления энергии на одну или более ступеней. При этом период времени восстановления до рабочего режима потребления энергии, должен устраивать пользователя.

MPR II

Это еще один стандарт, разработанный в Швеции, где правительство и неправительственные организации очень сильно заботятся о здоровье населения страны. MPRII был разработан SWEDAC (The Swedish Board for Technical Accreditation) и определяет максимально допустимые величины излучения магнитного и электрического полей, а также методы их измерения. MPRII базируется на концепции о том, что люди живут и работают в местах, где уже есть магнитные и электрические поля, поэтому устройства, которые мы используем, такие как монитор для компьютера, не должны создавать электрические и магнитные поля, большие чем те, которые уже существуют. Заметим, что стандарты TCO требуют снижения излучений электрических и магнитных полей от устройств на столько, насколько это технически возможно, вне зависимости от электрических и магнитных полей уже существующих вокруг нас. Впрочем, мы уже отмечали, что стандарты TCO жестче, чем MPRII.

Теперь немного о том, что такое DDC, VESA, Plug Play и Power Management.

Начнем со стандарта DDC, хорошо известного в мире мониторов и видеоадаптеров. Сокращение DDC означает Display Data Channel. DDC является стандартом созданным консорциумом VESA (Video Electronics Standard Association). С помощью DDC пользователь имеет возможность управлять настройками графического терминала, например монитора, посредством программного обеспечения. Стандарт DDC обеспечивает монитору возможность напрямую обмениваться данными с видеоадаптером. Видеоадаптер получает от монитора всю необходимую информацию о функциональных возможностях последнего, что в результате обеспечивает возможность автоматического конфигурирования и выбора оптимальных значений частоты регенерации экрана, в зависимости от выбранного вами разрешения. DDC это основа функциональных возможностей Plug & Play применительно к мониторам. DDC находит физические коммуникационные каналы между монитором и видеоадаптером, которые позволяют монитору обмениваться информацией с видеоадаптером, а CPU пересылает все необходимые данные о функциональных возможностях монитора. В основе стандарта DDC лежит специальная архитектура, разработанная Philips и DEC, известная под именем I2C. I2C используется для управления шиной данных, состоящей из двух проводов, по которым передаются двунаправленные сигналы и одного провода, который используется для заземления. Вы можете подключить к этой шине каждый компонент, начиная от CPU и заканчивая монитором, видеоадаптер и все, что угодно, и каждый из этих компонентов управляет шиной во время начала передачи данных. В этот момент, управляющий шиной компонент, становится Master Bus. В то же время, другие устройства, подключенные к шине I2C, становятся Slave Bus. Преимуществом такой архитектуры является низкая стоимость и надежность при передаче данных. Существуют три различных уровня DDC:

DDC1: используется монитором для передачи конфигурационной информации (EDID) в компьютер.

DDC2B: использует шину I2C для чтения конфигурационных данных из монитора.

DDC2AB: используется двунаправленный обмен информацией между монитором и компьютером и работает под управлением команд, передаваемых по протоколу ACCESS.BUS.

Мы упомянули VESA, это некоммерческая компания, управляемая группой директоров, представляющих более 280 компаний со всего мира. VESA появилась в тот момент, когда на рынке стали появляться графические устройства, несовместимые между собой, следствием чего стало появление массы проблем. VESA занимается разработкой стандартов с целью добиться высочайшего уровня совместимости между устройствами, которые соответствую стандарту. Все стандарты разрабатываются лучшими специалистами в области аппаратного и программного обеспечения из лучших компаний, связанных с графикой в компьютерном мире.

Мы часто слышим словосочетание Plug Play и название операционной системы Windows 95/98, которая поддерживает работу с Plug Play устройствами и управляет их конфигурированием. Операционные системы, подобные Windows 98 могут обнаруживать наличие установленного видеоадаптера в вашем компьютере, получить важную информацию от графической карты, такую, как максимально поддерживаемое разрешение и максимальную глубину представления цвета. Кроме того, операционная система получает данные о мониторе, например поддерживаемые вертикальные и горизонтальные частоты разверток, а также наличие поддержки для управления режимами энергопотребления, если монитор поддерживает работу в режиме Plug Play (читай DDC). После получения всей необходимой информации о видеоподсистеме, Windows98 анализирует ее и представляет в свойствах дисплея возможность выбора среди доступных к использованию режимов. Т.е. пользователь получает возможность выбрать разрешение, глубину представления цвета и значение частоты регенерации (иногда доступен выбор только из оптимального и значения по умолчанию). Что бы все это работало, необходимо, чтобы и монитор и видеоадаптер соответствовали стандарту DDC12B, который мы упоминали выше.

Система управления энергопотреблением монитора основана на спецификации EPA с названием Energy Star, реализация которой позволяет снизить энергопотребление системы в режиме бездействия на 60-80%, по сравнению с тем, сколько монитор потребляет энергии при работе в высоком разрешении и при большой глубине представления цвета. EPA (Environmental Protection Agency) это агентство по защите окружающей среды при правительстве США. Именно это агентство занимается разработкой рекомендаций по оптимальному использованию и сбережению энергии. Лого Energy Star знакомо все владельцев компьютеров, оно говорит лишь о том, что при разработке какого-либо продукта или компонента (например, монитора) производитель следовал рекомендациям EPA.

Управление энергопотреблением происходит автоматически, после включения режима энергосбережения. Вы можете снизить уровень потребления энергии вплоть до 5 Вт в режиме полного отключения, в то время как при работе монитор потребляет в среднем 80-90 Вт. В режиме Standby, т.е. временного переключения в ждущий режим, монитор потребляет менее 30 Вт. Кроме экономии энергии, использование режимов энергосбережения позволяет снизить тепловое излучение от работающего монитора.

Суммарное время включения для обоих режимов энергосбережения устанавливаемое по умолчанию не должно превышать 70 минут.

В режиме Standby происходит гашение экрана, в режиме Suspend - снижение температуры накала катодов CRT. Некоторые мониторы трактуют режим Standby так же, как и режим Suspend. Заметим, что выход синхросигналов за допустимые пределы воспринимаются большинством мониторов как их отсутствие, что приводит к переходу в режим полного отключения.

Размещено на Allbest.ru