Мониторы жидкокристаллические (LCD)

ЖК – жидкокристаллические, LCD – Liquid Crystal Display (рис. 4.39). LCD-монитор состоит из двух слоев стекла с нанесенными на них тонкими бороздками и электродами, заключенного между ними слоя жидких кристаллов, осветителя и поляризаторов. Жидкие кристаллы под действием электрического поля поворачивают плоскость поляризации света на определенный угол. Далее свет проходит через поляризатор, который пропускает его с интенсивностью, зависящей от угла поворота плоскости поляризации. Цвет получается в результате использования трех цветных фильтров, разделяющих белый свет на составляющие RGB (рис. 4.40).

Рис. 4.39. Жидкокристаллический LCD-монитор

В мониторах, изготовленных по технологии TFT (Thin Film Transistor), состояние каждого пикселя контролируется отдельным миниатюрным транзистором.

Рис. 4.40. Устройство жидкокристаллического дисплея

Для LCD-монитора обычно указывается native ("родное") разрешение, использование которого является оптимальным. У жидкокристаллических мониторов размер точки равен размеру одного пикселя изображения в native разрешении (у обычных CRT-мониторов пиксель составляется из нескольких точек). При использовании другого разрешения изображение либо будет занимать не весь экран, либо будет искажено (часть пикселей будет дублироваться или пропадет).

Если у мониторов на электронно-лучевой трубке частота регенерациидолжна быть высокой, чтобы точки экрана не успевали погаснуть за время между обновлениями (из-за чего и появляется мерцание), то в LCD-мониторах с активной матрицей (TFT) напряжение каждого пикселя запоминается пленочным транзистором до следующего обновления, поэтому мерцание практически отсутствует и частоты обновления кадров 60 Гц уже достаточно.

Время отклика - важная характеристика, показывающая, с какой скоростью монитор сможет переключать состояние пикселей с белого на черное и обратно. Хорошим можно считать время отклика 25 мс и ниже.

Контрастность и яркость.По яркости LCD заметно выигрывает у CRT мониторов, а вот по контрастности, пока что, впереди все же электронные трубки. Проблема в том, что для получения черного цвета используется эффект поляризации, и черный цвет черен настолько, насколько заблокирован свет от лампы. Недостаток контрастности приводит к тому, что близкие оттенки цветов сливаются в один, особенно темные тона.

Реальный диагональный размер экрана. Видимый диагональный размер CRT-монитора всегда меньше фактического диагонального размера кинескопа. LCD-мониторы не имеют скрытой под панелью краевой области, поэтому указанный диагональный размер тот же, что и видимый диагональный размер.

Угол обзора.Не каждый LCD может похвастаться углом обзора, эквивалентным стандартному CRT-монитору. Меньший угол связан в первую очередь с конструктивными особенностями LCD. Если посмотреть на дисплей сбоку, изображение будет казаться очень темным или будет наблюдаться искажение цвета.

Пиксельные ошибки. На некоторых LCD мониторах имеются "мертвые точки". Это происходит из-за дефектных транзисторов. Т.е. конкретный транзистор не может управлять световым потоком. Он либо всегда блокирует свет, либо всегда пропускает. Стандарты учитывают наличие до пяти "битых пикселей" на новом LCD.

К минусам LCD мониторов следует отнести недостатки цветопередачи и невозможность калибровки, по этой причине они не подходят для работы дизайнерам и художникам.

К плюсам LCD мониторов относится то, что он не создает вредного для здоровья постоянного электростатического потенциала; имеет малый вес и габариты; потребляет в 3-4 раза меньше электроэнергии, чем CRT.

4.2.7. Плазменные панели (PDP)

Плазменные панели (PDP — Plasma Display Panel). Как и в CRT-мониторе, в плазменной панели светится люминофор, но не под воздействием потока электронов, а под воздействием плазменного разряда (рис. 4.41).

Каждая ячейка плазменного дисплея - флуоресцентная мини-лампа, которая способна излучать только один цвет из схемы RGB.

К подложкам каждого пикселя плазменного дисплея, между которыми находится инертный газ (ксенон или неон), прикладывается высокое напряжение, в результате чего испускается поток ультрафиолета, который вызывает свечение люминофора. 97% ультрафиолетовой составляющей излучения, вредного для глаз, поглощается наружным стеклом.

Рис. 4.41. Плазменный дисплей

Недостатки плазменных дисплеев:

- Достичь размера пикселя меньше 0,5 мм практически невозможно. Поэтому плазменные панели с диагональю меньше 32" (82 см) не существуют.

- Тёмные оттенки страдают от недостатка света - их трудно отличить друг от друга. Так как пиксель плазмы требует электрического разряда для излучения света, то он может либо гореть, либо не гореть, но промежуточного состояния нет. Чтобы пиксель горел ярко, его нужно часто зажигать. Для получения более тёмного оттенка пиксель зажигают реже.

- Люминофорный слой выгорает. Если на экране отображается один и тот же канал в режиме 24/7, на нём могут выгореть пиксели логотипа (МТВ, НТВ и т.д.). Это относится и к рекламным экранам, демонстрирующим одну и ту же картинку. Синий канал всегда выгорает раньше.

- Последствие высоких напряжений - высокое энергопотребление: PDP 42" (107 см) - 250 Вт, а LCD с той же диагональю - 150 Вт.

Сферы применения

- Высококачественные видеосистемы большого формата. Прекрасно подходят для просмотра DVD или телевидения высокого разрешения. Позиционируются на high-end сектор рынка, где проблемы высокой цены, старения люминофора и высокого энергопотребления вторичны по сравнению с качеством.

- Вполне очевидно, что ЖК будут "отъедать" рынок плазменных панелей, - их диагональ продолжает увеличиваться.

- PDP-технология мало подходит для компьютерных мониторов, а более активно используется для показа компьютерного изображения для большой аудитории.

Веб-камера

Уже достаточно давно используются веб-камеры, устройства ввода изображения в компьютер. Они могут быть встроенными или выделенными в отдельный блок (рис. 4.42).

Рис. 4.42. Веб-камеры

Последние модели веб-камер отличаются многофункциональностью. Помимо прямого назначения – использования в роли веб-камеры – их можно задействовать для сканирования документов, видеопрезентаций, применять в качестве лазерной указки или диктофона. К компьютру камеры

Принтеры

Принтер (от англ. printer — печатник) — устройство печати информации на твердый носитель, обычно на бумагу. Процесс печати называется выводом на печать, а результат — распечаткой.

Принтеры, в зависимости от вида печати, разделяют на цветные и монохромные, в зависимости от способа нанесения изображения на матричные, струйные, лазерные.

Изображение, получаемое с помощью современных принтеров, состоит из точек (dots). Чем меньше эти точки и чем чаще они расположены, тем выше качество изображения. Максимальное количество точек, которые принтер может раздельно напечатать на отрезке в 1 дюйм (25,4 мм), называется разрешением и характеризуется в точках на дюйм (dpi — dot per inch). Хорошее качество печати обеспечивается разрешением 300 dpi и выше.

Матричные принтеры

Старейший из ныне применяемых типов принтеров, его механизм был изобретён в 1964 году компанией Seiko Epson (рис. 4.43).

Рис. 4.43. Один из первых образцов матричного принтера

Изображение формируется печатной головкой, которая состоит из набора иголок, приводимых в действие электромагнитами (игольчатая матрица). Иголки ударяют по бумаге через красящую ленту, головка передвигается построчно вдоль листа. Этот тип принтеров называется SIDM — Serial Impact Dot Matrix, последовательные ударно-матричные принтеры. Выпускались принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголками. Основное распространение получили 9-ти и 24-х игольчатые принтеры (рис. 4.44). Качество печати напрямую зависит от числа иголок, поскольку таким образом получается больше точек на дюйм, принтеры с 24-мя иголками называют LQ (Letter Quality, качество печатной машинки). Скорость матричных принтеров измеряется в символах в секунду (CPS, characters per second).

Рис. 4.44. Символ матричным принтером формируется на основании матрицы.

Основными недостатками данного типа принтеров являются низкая скорость работы и высокий шум, однако благодаря дешевизне копии (расходным материалом, по сути, является только красящая лента) и возможности работы с непрерывной (рулонной, фальцованой) и копировальной бумагой они незаменимы, когда требуется печать на непрерывной бумаге (лаборатории, промышленность, бухгалтерия, ведение отчетов, печать чеков в магазинах, банкоматах и т.п), многослойных бланках (например, авиабилеты), или минимальная стоимость печати. Сам факт ударной печати затрудняет внесение несанкционированных изменений в документ (финансовая сфера).

Струйные принтеры

Первый работающий по этой технологии принтер появился в 1976 году — это был принтер от компании IBM (рис. 4.45).

Рис. 4.43. Один из первых образцов струйного принтера образца 1984 года

Принцип печати последовательный, безударный. Изображение формируется из микрокапель (~ 50 мкм) чернил, которые выдуваются из сопел картриджа. Засорение сопел, а точнее засыхание чернил в соплах — это существенный конструктивный недостаток струйных принтеров (рис. 4.46).

Каждая строка цветного изображения проходится 4 раза (CMYK). Количество сопел обычно от 16 до 64, но есть печатающие головки с сотнями сопел.

Рис. 4.46. Принцип работы струйного принтера

Преимущества струйных принтеров:

- Высокое качество графики даже для самых дешевых моделей.

- Низкая стоимость принтера (продается ниже себестоимости, окупается для производителя за счет дорогих расходных материалов).

- Наличие принтеров больших форматов (от А4 до А0).

Недостатки струйных принтеров:

- Низкая экономичность. Затраты на чернила уже в первый год как минимум в 5 раз превысят стоимость устройства, при объемах печати в 10–15 страниц в день. Непроизводительный расход чернил на прочистку головок. Низкая емкость картриджей.

- Требователен к бумаге. Для качественной печати необходима специальная бумага для струйных принтеров.

- Низкая стойкость отпечатков (выцветают и смываются).

- Относительно низкая надежность и скорость печати.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры менее требовательны к бумаге, чем, например, струйные, а стоимость печати одной страницы текстового документа у них в несколько раз ниже. Большинство представленных на рынке лазерных принтеров предназначены для черно-белой печати; цветные лазерные принтеры пока дороги и рассчитаны на корпоративных пользователей (рис. 4.47).

Рис. 4.47. Один из первых образцов лазерного принтера

Лазерные принтеры печатают на бумаге плотностью от 60 г/м³ со скоростью от 8 до 24 листов в минуту (ppm — page per minutes), при этом разрешение может быть 1200 dpi и более. Качество текста, напечатанного на лазерном принтере с разрешением 300 dpi, примерно соответствует типографскому. Однако если страница содержит рисунки, содержащие градации серого цвета, то для получения качественного графического изображения потребуется разрешение не ниже 600 dpi. При разрешающей способности принтера 1200 dpi отпечаток получается почти фотографического качества. Если необходимо печатать большое количество документов (например, более 40 листов в день), лазерный принтер представляется единственным разумным выбором.

Технология — прародитель современной лазерной печати появилась очень давно. В 1938 году Честер Карлсон изобрёл способ печати, названный электрография, а затем переименованный в ксерографию.

Сердцем лазерного принтера является фото-барабан. С его помощью производится перенос изображения на бумагу (рис. 4.48).

Фото-барабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фоточувствительного полупроводника. Поверхность такого цилиндра можно снабдить положительным или отрицательным электростатическим зарядом, который сохраняется до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую-либо часть барабана осветить, покрытие приобретает проводимость и заряд стекает с освещенного участка, образуя незаряженную зону. Это ключевой момент в понимании принципа работы лазерного принтера.

Рис. 4.48. Устройство лазерного принтера.

Другой важнейшей частью принтера является лазер и оптико-механическая система зеркал и линз, перемещающая луч лазера по поверхности барабана. Лазер генерирует очень тонкий световой луч. Отражаясь от вращающихся зеркал, этот луч засвечивает поверхность фото-барабана, снимая ее заряд. Тем самым на поверхность барабана помещается скрытое изображение.

Также обладающий электростатическим зарядом тонер (красящий порошок) притягивается к поверхности барабана, сохранившей скрытое изображение. После этого барабан прокатывается по бумаге, и тонер переносится на бумагу. Потом бумага проходит через блок термозакрепления (печку) для фиксации тонера, а фото-барабан очищается от остатков тонера и разряжается.

Плоттер

Графопостроитель (от греч. γράφω — пишу, рисую), пло́ттер — устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке (рис. 4.49).

Рис. 4.49. Плоттер

Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).

Распространенное заблуждение: широкоформатные струйные принтеры иногда неверно называют плоттерами.

Модем

Модем относится к устройствам коммуникации. Под коммуникацией здесь имеется в виду связь между компьютерами (рис. 4.50).

Рис. 4.50. Модем

Модемом осуществляет модуляцию и демодуляцию информационных сигналов (МОдуляция-ДЕМодуляция). Работа модулятора модема заключается в том, что поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонному каналу связи. Демодулятор модема выполняет обратную задачу. Данные, подлежащие передаче, преобразуются в аналоговый сигнал модулятором модема "передающего" компьютера (рис. 4.51). Принимающий модем, находящийся на противоположном конце линии, "слушает" передаваемый сигнал и преобразует его обратно в цифровой с помощью демодулятора. Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексном (half duplex), в обе стороны — дуплексом (full duplex).

Рис. 4.51. Схема модуляции – демодуляции сигнала

Одной из основных характеристик модема является скорость модуляции (modulation speed). Она определяет физическую скорость передачи данных без учета исправления ошибок и сжатия данных, единицей измерения которой является количество бит в секунду (бит/с). Модемы бывают внешними и встраиваемыми.

Факс-модем позволяет компьютеру, к которому он присоединен, передавать и принимать факсимильные изображения на другой факс-модем или обычную факс-машину (рис. 4.52).

Рис. 4.52. Факс - модем

Голосовой модем имеет функцию оцифровки сигнала с телефонной линии и воспроизведение произвольного звука в линию. Часть голосовых модемов имеет встроенный микрофон (рис. 4.53).

Рис. 4.53. Голосовой модем