Организация вывода информации

Видеомонитор (или монитор) – устройство отображения текстовой и графической информации на экране.

Формирование изображения на мониторе

Экран ЭЛТ

Контроллер ЭЛТ выполняет функцию связующего звена между видеопамятью и монитором: он принимает поток битов из памяти и преобразует его в свечение соответствующих точек экрана. Эти светящиеся точки (пиксели (pixel – picture element)) производятся в результате соударения электронного луча с внутренней поверхностью экрана ЭЛТ, на которую нанесён фосфоресцирующий состав. Электронный луч, управляемый системой отклонения, пробегает по экрану строка за строкой слева направо и сверху вниз (развёртка), при этом контроллер включает и выключает интенсивность луча, повторяя “узор” битов в памяти. За одну секунду электронный луч побегает по экрану N раз; при обычном N>60 глазу человека изображение представляется ясным и устойчивым. Между кадрами луч должен из правого нижнего угла экрана вернуться в левый верхний. Это движение называется обратным ходом кадра. Во время обратного хода (обычно его время составляет 1,25 мс) интенсивность луча выключена и на экран ничего не выводится.

Жидкокристаллический дисплей (LCD – Liquid Crystal Display)

Жидкий кристалл - это вязкая жидкость, которая, в отличие от обыч­ной (например, воды), пропускает свет не одинаково во всех направ­лениях, а по-разному, в зависимости от пространственной ориентации большинства ее молекул. Такая неравномерность оптических харак­теристик свойственна кристаллам - отсюда и название вещества. По­лучается, что если повернуть молекулы жидкого кристалла опреде­ленным образом, то можно заставить его пропускать лишь нужную часть светового потока. Это на самом деле так, правда, дополнитель­но приходится применять еще и систему поляризационных фильтров. Для вращения молекул используется электрическое поле. При смене его характеристик частицы перестраиваются по-новому, что требует некоторого времени (жидкий кристалл - вещество вязкое). Поэтому изображение на экране ЖК-дисплея инерционное и теряет четкость при резких изменениях.

Для создания точечного дисплея изготовляют матрицу из миниа­тюрных прозрачных ячеек, заполненных жидким кристаллом. Она по­мещается между двумя электродами, один из которых - цельная пла­стина, а другой состоит из множества миниатюрных контактов, соот­ветствующих отдельным ячейкам. В современных мониторах подача электрического сигнала на индивидуальные электроды происходит через так называемые тонкопленочные транзисторы (TFT). Это позво­лило увеличить время, на протяжении которого яркость точки сохра­няется, и, как следствие, избавиться от мерцания изображения.

LCD-мониторы (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. И поэтому 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. LCD-монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели сделанные из свободного от натрия и очень чистого стеклянного материала, называемого субстрат или подложка, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой. Две панели расположены очень близко друг к другу. Жидкокристаллическая панель освещается источником света (в зависимости от того, где он расположен, жидкокристаллические панели работают на отражение или на прохождение света). Плоскость поляризации светового луча поворачивается на 90° при прохождении одной панели. При появлении электрического поля молекулы жидких кристаллов частично выстраиваются вдоль поля, и угол поворота плоскости поляризации света становится отличным от 90 градусов.

Если расположить большое число электродов, которые создают разные электрические поля в отдельных местах экрана (ячейки), то появится возможность, при правильном управлении потенциалами этих электродов, отображать на экране буквы и другие элементы изображения. Электроды помещаются в прозрачный пластик и могут иметь любую форму. 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.

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 хорошего качества, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные компоненты. Комбинация трех основных цветов для каждой точки или пикселя экрана дает возможность воспроизвести любой цвет.

В настоящее время нет никаких стандартов для определения того, достаточной ли яркостью обладает LCD-монитор. При этом в центре яркость LCD-монитора может быть на 25% выше, чем у краев экрана.

Контрастность LCD-монитора определяется отношением яркостей между самым ярким белым и самым темным черным цветом. Хорошим контрастным соотношением считается 120:1, что обеспечивает воспроизведение живых насыщенных цветов. Контрастное соотношение 300:1 и выше используется тогда, когда требуется точное отображение черно-белых полутонов.

Преимуществам LCD-мониторов:

· создаваемое на их экранах изображение отличается четкостью и насыщенностью цветов

· отсутствие искажений на экране

· потребляемая и рассеиваемая мощность у LCD-мониторов существенно ниже, чем у мониторов на основе ЭЛТ.

Плазменный дисплей

Форми­рование изображения в плазменном дисплее происходит в пространстве шириной примерно 0,1 мм между двумя стеклянными пластинами, запол­ненном смесью благородных газов - ксенона и неона. На переднюю, про­зрачную пластину нанесены тончайшие прозрачные проводники, или элек­троды, а на заднюю - ответные проводники.

В современных цветных дисплеях переменного тока задняя стенка имеет микроскопические ячейки, заполненные люминофорами трех основных цве­тов - красного, синего и зеленого, по три ячейки на каждый пиксель. Так как оба электрода в дисплеях переменного тока закрыты слоем диэлектрика, прямого разряда, как в моделях постоянного тока, не получается. Вместо этого каждый элемент (электрод-электрод) работает как очень емкий кон­денсатор.

Этот принцип существенно продлевает срок жизни дисплея, оставляя в сохранности электроды и увеличивая цветность и яркость. Однако, в этом случае резко повышается цена устройства из-за усложняющейся управ­ляющей электроники - для дисплеев переменного тока требуется более вы­сокая частота. При разряде смесь газов излучает ультрафиолетовый свет, который в свою очередь воздействует на люминофор, заставляя его све­титься в видимом спектре. Интенсивности излучения вполне хватает, чтобы плазменные дисплеи могли использоваться в помещениях с любым уров­нем освещенности.

Практически каждый производитель плазменных панелей добавляет к классической технологии собственные ноу-хау, улучшающие цветопереда­чу, контрастность и управляемость.