Частотные характеристики монитора. Частоты работы монитора. Частота обновления экрана

При исследованиях ЖК матриц практически на всех образцах нами были найдены сигналы в низкочастотной области, реагирующие на тест, запущенный на дисплее. Первые гармоники были найдены на частотах порядка десятков кГц. Сигналы были различимы на фоне помех, как правило, до 1-2 МГц. Была четко различима «информативная» составляющая, например, при запущенном на мониторе тесте с полосами (чередование черных полос и полос с заполнением «точка-через-точку»). Проанализировав документацию и получив осциллограммы с шины RSDS, мы пришли к выводу, что это сигналы от всего «строчного пакета), т.е. от всех пикселей строки, выводимых одновременно. Что и подтверждается приведенными выше осциллограммами. На осциллограмме рис. 19 можно наблюдать сигналы от одной строки. Время сигналов от строки 2.5 х 10 -6 х 6 делений = 1.5 х 10 -5 с → частота F= (1.5 х 10 -5)-1 = 67 кГц.

Как уже указывалось ранее, так же, как для интерфейса LVDS, тактовые частоты сигналов ПЭМИН следует ожидать в районе 45, 65 или 85 МГц. Обнаруживается, почти исключительно, только «Е» компонента. Размещение антенны 0 напротив нижней части экрана монитора (или под ним). Ориентация диполей - параллельно фронтальной поверхности монитора, вертикально (перпендикулярно размещению линий проводников интерфейса на плате). Тем не менее, горизонтальную ориентацию диполей проверять неукоснительно!

Если бы тактовые частоты внутреннего интерфейса монитора были постоянны, то и спектр ПЭМИ этих составляющих был бы «линейчатым» и они фиксировались бы на вполне определённых частотах. Значения их (по напряжённости поля) были бы весьма высоки. Производители ЖК матриц и схем их управления вынуждены «укладываться» в довольно жёсткие международные нормы по ПЭМИ с точки зрения электромагнитной совместимости и вреда для здоровья людей.

Приборы (индикаторы), которыми измеряют напряжённости поля ПЭМИ для контроля стандартов ISO, DIN и др. имеют фиксированную полосу пропускания 120 кГц.

Используя особенность методики оценки (применение довольно узкой полосы в средствах измерения) в соответствии со стандартами ISO, производители TFT матриц, в целях «заметания мусора под ковер»? модулируют тактовую частоту интерфейса.

Такой технический прием, как модуляция тактового сигнала SSM был внедрен в электронику для достижения нескольких целей, основные – это снижения пиковых значений спектра электромагнитного излучения и снижение интерференции высокочастотных сигналов от других устройств (помехоустойчивость). SSM расшифровывается как Spread Spectrum Modulation - спектральная модуляция тактовых импульсов, или по-другому SSC - Spread Spectrum Clock - тактовые сигналы с «размытым» спектром. SSM в ЖК мониторах применяется как в RSDS так и в LVDS интерфейсах.

Если основная рабочая частота модулируется, расширяя полосу, спектр электромагнитного излучения (собственно ПЭМИН) принципиально изменяется. Вместо острых, сосредоточенных по частое, пиков (обычная форма проявления электромагнитного излучения EMI и ПЭМИ в частности) появляются, так называемые "гауссовы колокола" (форма сигнала, сверху ограниченная кривой, описываемой гауссовым распределением), в результате чего результирующая амплитуда сигнала становится значительно меньше (1/3-1/4 от размера оригинального пика EMI на «нулевой» гармонике и пропорционально номеру гармоники на последующих).

Однако, несмотря на это, энергетика ПЭМИН, по сути, остается постоянной. Поскольку ширина спектра становится больше, а закон сохранения энергии должен выполняться, то амплитуда этого сигнала будет меньше. По сути дела SSM является угловой модуляцией тактовой частоты (как правило, по закону некой функции), что соответственно ведет к «размытию» спектров всех сигналов шины данных, привязанных к данной тактовой частоте.Некоторые производители вместо аналоговой модуляции использует методику цифровой модуляции, иногда в большей мере снижающую EMI. Например, фирма Fujitsu предлагает дискретные генераторы тактового сигнала с «размытым» спектром (spread - spectrum clock generators - SSC G), благодаря которым возможно уменьшить уровень электромагнитного излучения примерно на 20 ДБ, при коэффициенте модуляции основной частоты 3%.

Внутренние интерфейсы ЖК-мониторов меняют тактовую частоту обработки информации по закону, показанному на рисунке 24. Эта функция носит название «Hersey kiss» (дословно «поцелуй Херши», не путать с наименованием известной марки шоколада и шоколадных конфет, возникших в 1907 году!). В результате такой модуляции, получается псевдосплошной спектр (рисунки 26-31), неоднородный по краям (с «гауссовыми колокольчиками», что хорошо видно при более узкой полосе пропускания приемника.

Далее приведены формы спектра широкополосных сигналов интерфейса RSDS, снятых системой «Сигурд» на базе приёмника ESPI3 с антенной АИ5-0. Размещение антенны приведено на рисунке 25. Остальные настройки системы свободно читаются на скринах графического интерфейса пользователя системы «Сигурд-Интерфейс».

Примечание: Тактовая частота (и, естественно, частота «нулевой» гармоники) 22,93 МГц (а не около 45 МГц) обусловлена исследованием на образце TFT монитора ранней модели, ещё с не стандартизованными тактовыми частотами внутренних интерфейсов.

При рассмотрении спектров необходимо обратить внимание не только на расширение спектра, но и на пропорционально (примерно, естественно!) падение амплитуды. Всё в точном соответствии с теорией! Именно эти признаки спектров сигналов и являются самыми основными и характерными при поиске именно этих сигналов ПЭМИН.

Учитывая, что в сегодняшних моделях, чаще всего, применяется именно дискретная, цифровая частотная модуляция тактовой частоты интерфейса, была предпринята попытка выявить её на спектре ПЭМИН. Для этого предпринята была попытка построения спектра при значительно большем времени анализа и с весьма узкой полосой. Результат приведён на рисунке 31. Три последовательных скрина с экрана ««Сигурд»-Интерфейс» показывают, что при разрешении порядка 1 кГц чётко выявляется огромное количество компонент ПЭМИН, составляющих общий, псевдосплошной (при анализе с худшим частотным разрешением) спектр. Компоненты отстоят друг от друга на, приблизительно, 40 кГц (40354 Гц по прибору), что соответствует частоте формирования строк изображения. Таким образом (подтверждается анализом документации на монитор и статей в сети интернет по теме) в пределах времени формирования (передачи данных драйверам столбцов) одной строки тактовая частота постоянна, а для следующей строки она меняется скачкообразно.

Присмотревшись к скринам, можно заметить «гауссовскую» огибающую амплитуд частотных составляющих. Практика результатов исследований строго соответствует теории.Предположим, сигналы выявлены и стоит вопрос их измерения для дальнейшего расчёта параметров защищённости технического средства. Вообще, приходится констатировать что в автоматическом режиме отыскать эти сигналы и корректно их измерить может только «Сигурд» версии не ниже 5.0, причём уже с отдельным блоком цифровой обработки.

Но вручную это сделать тоже несложно. Суть, смысл измерения состоит в том, чтобы «размазанную» изготовителями «железа» энергию ПЭМИН собрать. Собрать так же, как это сделает широкополосный приёмник при перехвате. Выполнить это можно так:

Сразу отметим, что установленные методикой фиксированные полосы пропускания приёмника (для простоты будем так именовать любое селективное средства измерения) для измерений таких сигналов неприменимы вообще. Да, произношу и буду произносить «ересь» - это «требование» есть несусветная глупость!

Предположим, что ширина спектра некого сигнала ПЭМИН значительно шире, чем полоса приёмника, установленная НМД. Можно поступить двумя способами:

Игнорировать предписание методики, памятуя, что основной задачей является корректное измерение, а не буквальное следование документу, и установить полосу пропускания приёмника равную или больше, чем ширина спектра сигнала;

Выполнить измерения установленной полосой, но с учётом реальной ширины спектра сигнала.

В первом варианте всё достаточно просто, однако у этого способа есть и несколько «минусов». Не так уж редок случай, когда в пределах достаточно широкополосного спектра присутствует более мощная, но узкополосная помеха (рисунок 31«Б»). В этом случае измерение сигнала будет выполнено с ошибкой, что недопустимо. При отсутствии сосредоточенных по спектру помеха возможна ошибка только при весьма малых уровнях сигналов (низких отношений сигнал/шум) и, одновременно, заметным превышением ширины полосы пропускания приёмника и полосы, занимаемой сигналом.

При этом энергия помех, «прихватываемых» приёмником в полосах частот, обозначенный на рисунке «серой заливкой», суммируется с энергией сигнала, вызывая появление ошибки измерения. Ошибка тем больше, чем хуже отношение сигнал/шум.

Измерения полосою приемника более узкой, чем ширина спектра сигнала (а для сигналов RSDS/LVDS это происходит в большей части диапазона!) может быть лишено погрешностей, показанных ранее. Но оно может быть выполнено только «вручную», под управлением оператора и при его непосредственном участии в процессе измерения или ввода корректирующего коэффициента в результат измерения. Рассмотрим такой вариант, проиллюстрированный рисунком 35.

В приведённом варианте может иметь место два подварианта (рисунок 35 «А» и «Б»). Как правило, значительно чаще встречаются сигналы с «плоской» амплитудно-частотной характеристикой (см. спектрограммы, приведённые ранее). Измерения таких сигналов выполнять проще, достаточно измерить амплитуду сигнала в любой части его спектра и, далее, рассчитать полное значение энергии сигнала по нижеприведённой формуле.

Учитывая, что сигналы в каждом из индивидуальных измерений (от «1» до «n») не коррелируют между собой, то их суммирование должно производиться как энергий:

Если АЧХ «плоская, то есть все значение Еi равны друг другу, то формула упрощается:

Фактически величина «n» - это число, показывающее сколько раз полоса пропускания приёмника «укладывается» в полосу сигнала. Разумеется, значения сигнала в вышеприведённых формулах должны иметь размерность мкВ.

Если же АЧХ неравномерна (рисуноки 34 «б» и 35), то придётся выполнить несколько измерений, чтобы иметь возможность рассчитать истинное значение сигнала. Если в пределах ширины спектра сигнала присутствует относительно узкополосная помеха (рисунок 34 «б»), то этот участок спектра не измеряется, а его значение (с учётом полосы, занимаемой помехой) принимается равным соседним участкам спектра. Особенно просто это в случае «плоской» АЧХ.

Надо отметить, что функциональные возможности, заложенные в систему «Сигурд», оказались крайне полезны для исследовании структуры спектров внутренних интерфейсов мониторов и не только для них. В свою очередь, выполненные исследовательские работы принесли заметную пользу в деле модификации и совершенствовании системы «Сигурд».

Ну, а, в конце концов, измеренная и суммированная в полосе 1/τ энергия сигнала в виде одного единственного значения (одного, как бы узкополосного сигнала) подставляется в «Сигурд-Дельта» (или вручную) со значениями Fтак, τ, значением помех (шумов) и всё считается тривиально.

Кроме этого, всё чаще и чаще специалистам приходится встречаться с внешним интерфейсом DVI, то есть цифровым интерфейсом подключения монитора. У этого интерфейса есть ряд особенностей, которые необходимо учитывать.

В протоколе TMDS, на котором основан DVI, на каждый цветовой канал отводится по восемь битов, что позволяет получить 256 уровней яркости каждого базового цвета. Если перемножить 256 уровней у трёх цветов, то мы получим 16,7 миллиона оттенков.

Графический чип создаёт информацию о цвете для каждого пикселя в 24-битном потоке (8 битов на цвет). Поток параллельных данных поступает на передатчик протокола TMDS, который преобразует его в три последовательных потока, передающихся по трём физическим симметричным парам одновременно. Когда сигнал поступает на приёмник (в мониторе), то его последовательный код вновь преобразуется в параллельный. Преобразование в последовательный сигнал для передачи по кабелю необходимо, поскольку последовательная передача менее подвержена помехам, чем параллельная, особенно на больших расстояниях. Таким образом, данный цифровой поток, являясь «трёхразрядным», в силу полной синхронности фронтов в каждом цветовом канале (формируется в одном кристалле, от одного тактового генератора), рассматривается как последовательный одноразрядный.

TMDS-передатчик (Transition Minimized Differential Signaling) отсылает последовательный сигнал по четырём разным каналам кабеля: один для тактового сигнала, а три - для цветовой информации. Восемь битов информации для каждого цвета передаются в последовательном 10-битном сигнале: восемь битов для цветовых данных, а также два служебных. Данные передаются в 10 раз быстрее тактового генератора из-за использования ФАПЧ-чипа (ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты), работающего как умножитель частоты. Таким образом, скорость 1,65 Гбайт/с достигается при номинальной частоте 165 МГц.

Протокол TMDS построен на минимизации числа переходов от «0» к «1» (и наоборот), что позволяет надёжнее передавать информацию по медному кабелю. Минимизация числа переходов делает тракт менее чувствительным к внешним помехам и снижает уровень ПЭМИН.

Такое построение (кодирование) информации в линии передачи (кабеле к монитору) усложняет задачу создания тест-режима с постоянной тактовой частотой переходов от «0» к «1» в кабеле. Для теста, априори, исходя из структуры интерфейса, необходимо либо кодировать цвет в каждом пикселе последовательностью «10101010», либо применять иные методы. В противном случае нельзя будет применять установленный метод расчёта результатов.

При использовании типовой программы «Сигурд-Тест» возможен один такой вариант, не требующий изменения этой тест-программы. Учитывая, что в стандартном тесте чередуются белые и чёрные пиксели, а белый пиксель это код 255;255;255 (FF;FF;FF), то в цифровом потоке передаётся три байта единиц без переходов тока. У TDMS интерфейса такой случай рассматривается особо.

Если к проводу долгое время подводится ток (относительно долго, поскольку скорости передачи очень высоки), то перед его спадом должно пройти определённое время. В таких случаях могут возникнуть проблемы передачи, к примеру, если длительное время будут передаваться одни единицы (состояние "1" = есть ток), а затем поток данных прервётся одним нулём (состояние "0" = нет тока). В зависимости от качества медного кабеля, этот нуль можно потерять. В результате один из пикселей будет отображён неверно. Специально вводимый для такого случая бит DC-Balancing указывает на обычную инверсию значений восьми битов, чтобы предотвратить длительную передачу одинаковых данных по кабелю.

Таким образом, мы получаем для такой информации (сплошные единицы) передачу «пакетов» нулей и единиц с одним переходом от «0» к «1» или наоборот на границе пакета (то есть инверсию каждого второго пакета). Следовательно, получается постоянная тактовая частота сигнала в кабеле интерфейса, близкая к значению 130÷165 МГц (то есть к максимальной частоте передачи пикселей-пакетов). Следует отметить, что за счёт некоторых особенностей протокола частоты режима «пиксель через пиксель» и просто «белый экран» отличаются приблизительно на 4-6%, оставаясь постоянными.

Расчёт результатов СИ от DVI интерфейса при таком тест-режиме уже не вызывает никаких трудностей (подробное рассмотрение расчёта и значений всех параметров расчётного соотношения выходит за рамки данного издания). Уровень ПЭМИН от образца к образцу довольно сильно разнится, что связано, по всей видимости, с качеством и симметрией пар в интерфейсном кабеле.

Разрешение монитора во время проведения СИ рекомендуется устанавливать не выше 1600*1280 (при 60Гц кадровой частоты), чтобы не включался второй канал интерфейса. Процедура СИ в режиме параллельной работы двух каналов дополнительно усложняет интерпретацию результатов СИ.

Есть еще одна частотная характеристика, называемая полосой частот, хотя правильнее было бы назвать ее верхней границей частотной характеристики видеотракта, поскольку для полосы надо определять и нижнюю границу. Эта характеристика обозначается как Bandwidth. Она определяет верхнюю границу полосы пропускания видеоусилителя. Обычно ее измеряют в мегагерцах по спаду характеристики на – 3 децибела от максимального значения. На монитор от видеоадаптера, кроме синхроимпульсов кадровой и строчной разверток, подаются также сигналы интенсивности каждого из составляющих цветов для каждого пикселя изображения, которые представляют собой последовательность видеоимпульсов различной амплитуды. Она и определяет интенсивность электронного пучка (а значит, и интенсивность свечения люминофора) в данной точке. Нетрудно посчитать, что интенсивность луча должна меняться с частотой, равной (в первом приближении) произведению числа строк на число вертикальных полос выбранного разрешения и на частоту обновления кадров. Так, для режима XGA при частоте кадровой развертки 1024х769х75Гц»59 Мгц. Тактовая частота видеосигнала (видеоимпульсов) – Dot Rate, Pixel Rate, Pixel Clock – в 1,331,40 раза выше этой оценки, что связано с переходными процессами и обратным ходом луча. Видеоадаптер вырабатывает низковольтные видеосигналы, их максимальная амплитуда не превышает 0,7-1 В. Этот сигнал затем усиливается видеоусилителем и подается на модулирующие электроды кинескопа. Для того, чтобы видеосигнал проходил без искажения, необходимо, чтобы граница полосы пропускания видеотракта превышала тактовую частоту сигнала. Максимальное значение частоты видеоимпульсов, при котором еще и возможно получение качественного изображения, соответствует значению верхней границы полосы видеотракта. Если реализуется режим, требующий частоты видеоимпульсов, превышающий Bandwidth (это возможно, если требуемые частоты синхронизации поддерживаются монитором), то изображение на экране будет расплывчатым.

Требования к частотным характеристикам

Для того чтобы нагляднее представлять себе масштабы указанных величин, в табл. 3 приведены приблизительные (округленные) частоты синхронизации и тактовые частоты видеоимпульсов для некоторых опорных режимов IBM-совместимых компьютеров, соответствующие стандартам VGA и VESA (Video Electronics Standard Association - Ассоциация стандартов в области видеоэлектроники, которая определяет подавляющее большинство стандартов видеосистем для IBM-совместимых компьютеров, в частности, стандарты на разрешения частоты синхронизации, уровни сигналов, компьютерные шины и т.д.).

Главным и наиболее наглядным частотным параметром монитора является частота кадровой развертки, указанная для определенного разрешения. Именно эта характеристика определяет уровень мерцания изображения и утомляемость при работе и наряду с качеством фокусировки влияет на эффективное разрешение, т.е., в конечном счете, на эффективный размер экрана. Пару лет назад ассоциация VESA установила минимальную частоту кадровой развертки для выполнения эргономических требований при работе с монитором, которая составляла 70 Гц в “прогрессивном” режиме горизонтальной развертки. Затем планка поднялась до значения 72 Гц. Новый стандарт ErgoVga предложенный VESA, определяет минимум этой частоты на уровне 75 Гц для разрешения 1024х768; есть сообщения о следующих шагах – 80 и 85 Гц.

Таблица 3. Связь частотных характеристик монитора

Разрешение, пиксель	Частота вертикальной синхр., Гц	Частота горизонтальной синхр., Гц	Dot Rate
640х480
800х600
1024х768
1280х1024
1600х1200

Если монитор при выбранном разрешении не обеспечивает такой скорости обновления кадров, то лучше выбрать режим с меньшим разрешением, на котором, тем не менее, значение 75-80 Гц достигается. В противном случае работа за компьютером будет опасна для зрения. Некоторые мониторы имеют верхнюю границу диапазона частот кадровой развертки порядка 120-160 Гц. Такие частоты возможны на разрешениях, которые существенно ниже эффективного.

К другим частотным характеристикам монитора относится диапазон частот строчной развертки. Поскольку компьютер должен иметь возможность работать под DOS, на всех мониторах предусмотрен режим 640х480 при частоте кадровой развертки 60 или 70 Гц, что определяет нижнюю границу диапазона частот строчной развертки (порядка 30-31 кГц), которая стандартна для всех мониторов любого размера. Для удовлетворения эргономических требований верхняя граница для 15-дюймовых мониторов должна быть не ниже 60-64 кГц, а для 17-дюймовых – 80-86 кГц. Если монитор 15 дюймов имеет максимальную частоту строчной развертки 50 кГц, то на разрешении 1024х768 он сможет обеспечить частоту смены кадров всего лишь около 60 Гц, поэтому на этом разрешении его лучше не использовать.

Аналогично обстоят дела и с полосой видеотракта. Исходя из эргономических норм на частоту вертикальной развертки, монитор, предназначенный для работы с разрешением 1024х768, должен иметь границу полосы видеотракта не ниже 80-85 МГц, а для разрешения 1280-1024 – не ниже 135-150 МГц.

Частоты синхронизации

При формировании одного кадра изображения каждый из трех электронных пучков проходит от одного края экрана до другого (рисует строку), подсвечивая нужные точки с требуемой интенсивностью, и делает это столько раз, каков режим разрешения по вертикали (количество строк). Процессом развертки луча управляют сигналы синхронизации, вырабатываемые видеоадаптером. Для получения устойчивого изображения, хорошо воспринимаемого глазом, необходимо, чтобы кадр обновлялся достаточно часто -- в несколько раз чаще, чем в кинематографе. Это связано с тем, что расстояние между монитором и пользователем меньше, чем между экраном и зрителем в кинотеатре. Электронная система монитора обеспечивает строчную (движение по строкам, или горизонтальную) и кадровую (смена кадра, или вертикальную) развертки, которые характеризуются соответствующими частотами, называемыми Scanning Frequency, Synchronization, Deflection Frequency, с обязательным указанием направления (Horizontal или Vertical).

Частота вертикальной синхронизации иногда обозначается как Refresh Rate. Частота горизонтальной развертки может быть приближенно оценена как произведение числа строк на частоту обновления кадров. Реально она немного (на 3 - 10 %, в зависимости от режима) выше такой оценки, что связано с переходными процессами при обратном ходе пучка в верхнюю часть экрана во время смены кадра.

Автоматический выбор частот

В самых первых моделях мониторов, предназначенных для работы в одной видеомоде, применялась единственная комбинация частот вертикальной и горизонтальной синхронизаций, причем частота обновления кадров была невелика -- не более 60 Гц. Такие мониторы назывались одночастотными. Ввиду несовершенства системы развертки на этих устройствах была даже предусмотрена подстройка частоты горизонтальной синхронизации.

Увеличение графических приложений потребовало увеличения кадровой частоты, кроме того, новые приложения начали использовать более высокие разрешения. Поэтому, чтобы можно было работать с новыми пакетами, не отказываясь от привычных старых, потребовались мониторы, способные поддерживать несколько фиксированных частот синхронизации. Так появились многочастотные мониторы.

Для псевдоувеличения частоты кадровой развертки был внедрен режим Interlaced -- чересстрочной развертки, формирующий кадр за два прохода. При первом проходе воспроизводятся только нечетные строки кадра, при втором -- только четные. При этом говорилось о повышении частоты кадровой синхронизации, которая обычно равнялась 87 Гц. Однако реальная частота была вдвое ниже, что было явно неудовлетворительно для работы и утомительно для глаз, поэтому сразу же после появления мониторов с режимом Interlaced посыпались отрицательные отзывы о качестве их изображения, а наряду с Interlaced-мониторами выпускались аппараты, которые обеспечивали высокую частоту смены кадров без применения способов чередования. Чтобы отличить более качественные мониторы, их назвали Non-Interlaced. Развертка Non-interlaced называется также “прогрессивной”.

Дальнейшее развитие программных продуктов и прогресс в области радиоэлектроники позволили отказаться от фиксированных частот синхронизации. В современных мониторах частота и горизонтальной, и вертикальной разверток может быть выбрана любой из диапазона частот, поддерживаемых монитором, что дает широкий простор для создания различных приложений. Эта особенность современных мониторов обозначается в документации термином “автоматическое сканирование” или “мультисканирование” (Autoscan, Multiscan, Multifrecuensy, или MultiSync), а также отражается в их названии (серии мониторов MultiSync фирмы NEC, Multiscan фирмы Sony, SyncMaster от Samsung).

Полоса частот видеоусилителя и тактовая частота видеосигнала

Эта характеристика обозначается как Bandwidth. Она определяет верхнюю границу полосы пропускания видеоусилителя. Обычно ее измеряют в мегагерцах по спаду характеристики на -- 3 децибела от максимального значения.

На монитор от видеоадаптера, кроме синхроимпульсов кадровой и строчной разверток, подаются также сигналы интенсивности каждого из составляющих цветов для каждого пикселя изображения, которые представляют собой последовательность видеоимпульсов различной амплитуды. Она и определяет интенсивность электронного пучка (а значит, и интенсивность свечения люминофора) в данной точке. Нетрудно посчитать, что интенсивность луча должна меняться с частотой, равной (в первом приближении) произведению числа строк на число вертикальных полос выбранного разрешения и на частоту обновления кадров.

Так, для режима XGA при частоте кадровой развертки 1024 х 769 х 75Гц”59 Мгц. Тактовая частота видеосигнала (видеоимпульсов) -- Dot Rate, Pixel Rate, Pixel Clock -- в 1,33 -- 1,40 раза выше этой оценки, что связано с переходными процессами и обратным ходом луча.

Видеоадаптер вырабатывает низковольтные видеосигналы, их максимальная амплитуда не превышает 0,7 -- 1 В. Этот сигнал затем усиливается видеоусилителем и подается на модулирующие электроды кинескопа. Для того чтобы видеосигнал проходил без искажения, необходимо, чтобы граница полосы пропускания видеотракта превышала тактовую частоту сигнала. Максимальное значение частоты видеоимпульсов, при котором еще и возможно получение качественного изображения, соответствует значению верхней границы полосы видеотракта. Если реализуется режим, требующий частоты видеоимпульсов, превышающий Bandwidth (это возможно, если требуемые частоты синхронизации поддерживаются монитором), то изображение на экране будет расплывчатым.

Выбор любого компьютера или какого-либо комплектующего начинается с определения критериев, коими в данном случае
являются технические характеристики. Согласитесь, при покупке, например, монитора определения «чтобы хорошо показывал» мало, надо знать, какого размера нужен дисплей, с каким разрешением, как он будет подключаться, для каких целей использоваться (для игр, офисной работы). Чтобы ответить на эти и целый ряд других вопросов надо знать, какие характеристики мониторов есть, какие важны, какие не очень, а о чем обычно в официальных спецификациях умалчивается.

Давайте кратко перечислим те характеристики, которыми обладает каждый монитор без исключения. Сделаем небольшой гайд с кратким описанием, что это такое, насколько важен параметр, на что влияет и к каким значениям желательно стремиться.

К сожалению, отнюдь не все характеристики можно встретить в описаниях на монитор, будь то экран ноутбука или дисплей для стационарного ПК. В то же время среди тех параметров, которые обычно скрываются, есть весьма интересные, которые могут повлиять на качество изображения.

1. Тип матрицы

2. Разрешение экрана

Это размер экрана по вертикали и горизонтали в точках (пикселях). Наиболее популярные и часто встречающиеся в ноутбуках экраны имеют разрешение FullHD (1920×1080). Помимо этого, есть еще большое количество других разрешений, некоторые из которых встречаются чаще, некоторые реже.

Физически эта характеристика означает количество пикселей на экране, из которых состоит изображение. Чем больше пикселей на единицу площади экрана, тем, в теории, более качественная картинка, т. к. пиксели становятся меньше и все менее и менее заметными. Пропадает «зернистость» изображения.

В то же время не следует забывать и про стоимость. Чем больше разрешение, тем выше цена (в данном случае я оперирую неким усредненным дисплеем, и не сравниваю высококачественный экран с меньшим разрешением с бюджетным, но с более высоким разрешением).

Если речь идет об игровом ноутбуке или мониторе, то следует учитывать и другой момент. При использовании видеокарт класса GTX 1070/1080 практически в любой игре вы сможете выставить настройки графики на максимум или близко к нему.

Если же экран имеет разрешение 4K (3840 х 2160), то для того, чтобы получить удовольствие в играх от картинки на максимальных настройках графики, видеокарт GTX 1070/1080 уже может и не хватить. Может понадобиться установка пары таких видеокарт, а то и больше.

3. Яркость

Указывается в спецификациях на любой монитор. Это величина, измеряемая в кд/м 2 , (канделах на квадратный метр). Собственно, что это за характеристика, понятно из названия. Строго говоря, чем выше значение этого параметра — тем лучше. Отрегулировать экран, снизив его яркость, не составляет труда.

Что касается экранов ноутбуков, то этот параметр важен еще по той причине, что сама конструкция этого вида компьютера допускает использование его не только в условиях офиса или дома, но и в поездках, на улице, где яркое солнце или иной источник освещения будет засвечивать изображение на экране.

При небольших значениях яркости пользоваться таким экраном при ярком свете будет сложно. Если максимальное значение соответствует 300 кд/м 2 или даже выше, то это означает, что яркий солнечный свет не станет помехой. В конце концов, лучше иметь запас по яркости, т. к. ее всегда можно уменьшить, а вот добавить того, чего нет – увы.

4. Контрастность

Этот параметр отражает отношение уровня яркости белого цвета к черному. Обычно его указывают в качестве отношения, например, 1000:1. Как и с яркостью, чем выше это значение – тем лучше. Изображение будет более естественным.

Контрастность зависит от технологии изготовления матрицы. Так, IPS экраны уступают по этому параметру экранам, выполненным по технологии VA, не говоря уже об OLED, квантовых точках и т. п.

Условно можно принять, что экраны с контрастностью 500:1 и менее можно отнести к посредственным. Лучше ориентироваться на значения 1000:1 и выше. Особенно если в своей работе вам приходится иметь дело с редактированием изображений, колоризацией и т. п.

5. Динамическая контрастность

Этот параметр указывается почти всегда, по крайней мере для обычных, не ноутбучных, мониторов. Согласитесь, что не привести в спецификации, например, значение 100000000:1 –упущение. Большие цифры привлекают внимание и нравятся потенциальным покупателям (при условии, что это не цена).

Что означает эта характеристика? Это результат работы электроники монитора по подстройке изображения в каждый момент времени с целью улучшения «картинки». Происходит управление яркостью ламп с целью добиться высокой контрастности изображения.

Я бы не стал обращать особого внимания на этот параметр, т. к. это скорее маркетинг, чем реальная характеристика, говорящая о достоинствах того или иного монитора. Тем более, что какой дисплей не выбери, количество нулей в значении динамической контрастности сосчитать трудно, да и не надо.

6. Глубина черного цвета

А вот этот параметр редко указывается в технических характеристиках, хотя на качество изображения влияет. При использовании монитора в обычных условиях, при дневном свете или искусственном освещении, оценить этот параметр может оказаться сложно.

Другое дело, если вывести на экран картинку черного цвета, то при низком уровне внешнего освещения, или в полной темноте станет заметно, что черный цвет какой-то не совсем черный, а может даже больше походить на серый. Некоторые области экрана могут оказаться ярче соседних.

Это все связано с тем, что для получения изображения на экране ЖК мониторов используется подсветка, и для отображения черного цвета она не выключается, а блокируется поворотом кристаллов таким образом, что они не пропускают свет.

К сожалению, свет они ПОЧТИ не пропускают, часть света все же преодолевает этот барьер. На приведенной выше картинке можно заметить, что черный цвет имеет все же какой-то серый оттенок.

Опять-таки, многое зависит от технологии изготовления матрицы. Черный цвет на экранах VA более похож на черный, чем, например, на IPS. Конечно, многое зависит от качества используемой матрицы, настроек, регулировок, но в целом это так. Лучше всех с черным цветом справляются экраны OLED, на квантовых точках и прочих новых технологиях.

С определенной долей погрешности уровень черного можно вычислить, если поделить яркость на контрастность. Например, при яркости экрана 300 кд/м 2 и контрастности 1000:1 получаем значение 0.3. Это означает, что пиксели черного цвета будут светиться (в теории, они вообще не должны светиться, и только в этом случае можно говорить про действительно черный цвет) с яркостью 0.3 кд/м 2 .

Надеюсь, понятно, что чем ниже это значение – тем лучше, тем «чернее» будет черный цвет, уж простите за тавтологию.

7. Тип поверхности экрана

Рассматривая сами мониторы, можно заметить, что некоторые из них глянцевые, поверхность блестит, имеет зеркальный эффект. Другие же экраны наоборот, практически ничего не отражают и хорошо справляются с бликами. Различают два типа поверхности — глянцевую и матовую. Можно встретить и полуглянцевые модели, но это попытки скомбинировать достоинства обоих типов, уменьшив недостатки, присущие каждому из них.

Так, к несомненным достоинствам глянца можно отнести лучшую яркость и контрастность, лучшую цветопередачу, изображение воспринимается более четким. Тем, кто работает с изображениями, лучше предпочесть именно этот тип.

Есть и недостатки у глянцевых экранов. Это, конечно же, блики и отражения ярких предметов – светильников, светлых окон и т. п. Это может утомлять глаза. Такие экраны плохо подходят для ноутбуков, которыми часто пользуются на улице, при ярком солнце. Еще одна неприятная черта – несанкционированный сбор отпечатков пальцев экранами с такой поверхностью, как и других загрязнений. Лучше не тыкать в экран пальцами, дабы постоянно не оттирать остающиеся следы.

Матовые экраны «по определению» не бликуют, лучше ведут себя при ярком свете, но дается это за счет ухудшения контрастности, цветопередачи. Есть и еще один недостаток, характерный для матовых экранов, это «кристаллический эффект». Проявляется он в том, что отображаемая точка не имеет четких границ, а может иметь некие неровные края с различными оттенками.

Насколько он заметен – зависит от особенностей зрения. Кому-то такие «кристаллы» буквально бросаются в глаза, а кто-то их и не замечает. Тем не менее четкость изображения от этого страдает.

8. Время отклика

Параметр, который почти всегда указывается. Для тех, кто любит игры, это один из основных параметров экрана. От времени отклика зависит то, насколько четкой будет картинка в динамичных сценах. Проявляется он, например, в виде шлейфов, которые тянутся за быстро перемещающимся по экрану элементами изображения. Чем меньше время отклика – тем лучше.

Этот параметр зависит от технологии изготовления применяемой в том или ином дисплее матрицы. Так, наиболее «скоростные» — TN экраны, и это едва ли не единственная (если не брать стоимость) причина того, что этот тип дисплеев еще не «умер». IPS – более медленные, а VA находятся между этими типами матриц по скорости отклика.

Если экран выбирается для офисной работы, для серфинга в интернете, просмотра видеороликов, работы с изображениями, то этот параметр не сильно важен. Вот если вы истинный любитель виртуальных баталий, то экран с минимальным временем отклика – обязательное требование. И тут даже можно смириться с худшей цветопередачей, неважными углами обзора у TN матриц. Время отклика у них самое маленькое.

9. Углы обзора

Как можно понять из названия, это означает, под каким углом можно смотреть на экран, при котором изображение не теряет цветности, яркости, не ухудшается качество картинки. Тут явный аутсайдер – это TN матрицы. Особенности технологии таковы, что приблизиться к максимальным значениям не удается.

Зато с этим хорошо у IPS панелей. Углы обзора в 178° как по вертикали, так и по горизонтали – обычное явление. Откровенно говоря, при столь большом угле изображение все же ухудшается, но столь катастрофических последствий, как у TN, тут нет. VA матрицы ближе к IPS, хотя немного и уступают им.

Насколько важен этот параметр – зависит от того, как используется монитор. Если вы не собираетесь большой компанией просматривать ролики из ютуба или снятые на последней вечеринке, а используете монитор в гордом одиночестве, то углы обзора не столь важны.

10. ШИМ

Характеристика, которая практически никогда не указывается. (англ. — PWM)? Это Широтно-Импульсная Модуляция, которая используется для регулировки яркости экрана. В чем суть возникающей проблемы?

Как я уже упоминал при разговоре про глубину черного, в ЖК мониторах используется подсветка. Далеко не всегда нужна максимальная яркость свечения экрана, и ее требуется уменьшить. Как это можно сделать? Как минимум двумя способами:

Снизить яркость свечения ламп/светодиодов подсветки.
Заставить источники света включаться и выключаться, подавая на них импульсы с определенной частотой и скважностью, что воспринимается как снижение яркости свечения.

Второй вариант и является ШИМ управлением яркостью. Чем он плох? Вот этим самым мерцанием ламп. Хорошо, если частота мерцания высока и составляет десятки кГц. Неплохо, если амплитуда импульсов невелика. Хуже, когда частота мерцания низкая, и это может стать заметным «на глаз».

Принцип действия состоит в следующем. Для снижения яркости экрана импульсы на лампы подсветки подаются таким образом, что они часть времени включены, а часть – выключены. Например, при 50% яркости ламы половину времени горят, а половину времени нет.

Результирующим значением отношения времени, когда подсветка включена, ко времени, когда выключена, будет тот или иной уровень яркости экрана. При дальнейшем снижении яркости время свечения ламп уменьшается, а время, когда они находятся в выключенном состоянии, увеличивается. Мерцание становится более заметным.

Естественно, многое зависит от индивидуальных особенностей зрения. Кто-то мало реагирует на такое мерцание, а у кого-то через пару часов, фигурально выражаясь, глаза начинают «вытекать».

Как бы то ни было, наличие ШИМ – это минус монитора. К сожалению, узнать о наличии или отсутствии этого неприятного эффекта можно либо из обзоров или отзывов на тот или иной дисплей, либо проверить это самостоятельно. Можно провести простую проверку, которая получила название «карандашный тест».

Суть в том, что надо взять обычный карандаш и в плоскости экрана помахать им как веером. Естественно, дисплей должен быть включен. Если при быстром перемещении контуры карандаша видны, то, к сожалению, мерцание есть. Если же контуры не видны, то мерцания нет. Следует повторить тест на меньших значениях яркости.

Если в выбранном мониторе ШИМ присутствует, то при наличии подробных обзоров, лучше узнать, как он действует. Если частота импульсов большая, или ШИМ задействован только при небольших значениях яркости, например, от 0 до 25-30%, а дальше используется непосредственное управление яркостью свечения ламп подсветки, то это не так плохо.

Сейчас, если посмотреть на предлагаемые модели мониторов, у некоторых из них можно встретить обозначение «Flicker free», т. е. отсутствие мерцания. У ноутбуков я такое обозначение не встречал, но вот у обычных мониторов встречается. Такая маркировка означает, что мерцания нет, и это дополнительный плюсик к модели дисплея.

11. Цветовой охват

Еще одна характеристика, которая далеко не всегда указывается в спецификациях на монитор, но значение которой может оказаться одним из решающих аргументов в пользу той или иной модели. Чаще всего она указывается, когда производитель хочет подчеркнуть высокое качество установленной в ноутбук или монитор матрицы.

Думаю, этому вопросу есть смысл посвятить отдельный материал, но сейчас расскажу кратко. Наверняка в обзорах на ноутбуки или мониторы вы видели подобную картинку. Это диаграмма цветового охвата экрана ноутбука Dell XPS 15.

Эта разноцветная область – то, что видит человеческий глаз, те цвета и оттенки, которые мы можем различить. Треугольники внутри – диапазон отображаемых цветов конкретным монитором, а также границы, соответствующие принятым стандартам цветового пространства для компьютерного оборудования: мониторов, принтеров и т. п.

Чаще всего используются два цветовых пространства:

sRGB – стандарт, разработанный в 1996-м году компаниями HP и Microsoft. Охватывает небольшую часть цветового пространства, доступного человеческому зрению.
Adobe RGB – стандарт, который шире sRGB и покрывает большее количество цветов.

Обычно цветовой охват выражается в процентах от того или иного стандарта. Так, экран, покрывающий порядка 60% sRGB можно назвать посредственным, т. к. достоверную передачу цветов на нем получить сложно. Для офисной работы годится, серфить в интернете тоже, а для редактирования изображений такой монитор не подходит. Тут нужны дисплеи с цветовым охватом порядка 100% sRGB и выше.

Как вывод, если хотите хорошую картинку с натуральным цветами, то цветовой охват нужен как можно шире, значение – чем больше, тем лучше.

12. Глубина цвета

Еще один параметр, который сложно найти в спецификациях на тот или иной монитор, но такая информация есть в характеристиках используемой матрицы. Если выражаться проще, то это – количество отображаемых цветов. Часто можно встретить, что монитор отображает 16.7 млн цветов. Это наиболее часто встречающееся значение данного параметра. Проблема в том, что достигаться это может разными способами.

Напомню, что любой цвет формируется из трех основных – красный, синий, зеленый. Соответственно, матрица монитора имеет определенную разрядность на каждый такой цвет, измеряемую в битах. Если на каждый цвет имеется 8 бит, то получаем 256 оттенков каждого цвета, что в комбинации дает 16.7 млн цветов. Все хорошо, монитор показывает отлично, можно брать.

А если каждый цвет кодируется не 8-ю битами? В дешевых дисплеях часто применяют 6-битовые матрицы, но в дополнение еще указывается аббревиатура «+FRC». Что означают эти буквы?

Для начала надо учесть, что при 6-битном кодировании цвета можно получить 262 тыс. цветов. Как же получаются итоговые 16 миллионов? Вот именно за счет технологии FRC (Frame rate control).

Суть состоит в том, чтобы получить «недостающие» полутона за счет показа промежуточного кадра с двумя другими цветами, которые в итоге дают те оттенки, которые недоступны для 6-битной матрицы. Фактически, имеем еще одно мерцание.

Наличие FRC это плохо? Опять-таки, многое зависит от тех задач, которые выполняются на мониторе, и от особенностей зрения. Кто-то не замечает FRC, кого-то наоборот, это раздражает. Да и чисто субъективно, если приходится работать с цветом, то лучше бы иметь монитор с «честной» 8-битовой матрицей.

Для профессионалов выпускаются мониторы с 10-битовой матрицей, позволяющей выводить более миллиарда оттенков. Думаю, не надо говорить, что стоимость таких мониторов не самая маленькая, и для офисного/домашнего/игрового применения вполне сгодится 8-битовый монитор или даже 6 бит+FRC, если мерцание не заметно и к экрану не предъявляются высокие требования.

13. Частота обновления экрана

В отличие от старых ЭЛТ мониторов, этот параметр не столь важен для дисплеев, выполненных по технологии ЖК, особенно, если все ограничивается офисной работой, серфингом в сети, просмотром видео. Если матрица выдает 60-75 Гц, этого более чем достаточно.

На этот параметр следует обратить внимание тем, кто играет в игры, особенно с быстрым перемещением объектов на экране. Важно еще и то, какая видеокарта используется в данном случае. Если она способна выдавать большое количество FPS, то было бы лучше, чтобы и частота обновления экрана была выше.

Если посмотреть на модели дисплеев, в том числе в игровых ноутбуках, то можно заметить, что предлагаются экраны с частотой обновления 120, 144 Гц или даже выше. В этом случае быстрое движение на экране будет более плавным и с меньшим размером шлейфов, тянущихся за перемещаемыми объектами.

Строго говоря, в данном случае не только частота обновления, но и скорость матрицы важна. Пиксели, из которых состоит изображение, должны успевать изменять параметры свечения в зависимости от смены отображаемого изображения. Кстати, малое время отклика в сочетании с высокой скоростью обновления – реальные аргументы в пользу того, что технология TN по-прежнему актуальна для игровых мониторов.

Надо упомянуть и то, что высокая скорость обновления экрана это неплохо, она позволяет снизить остроту проблемы рассинхронизации частоты кадров, которую выдает видеокарта, и скорости обновления картинки на мониторе. Это актуально для игр, и решать эту проблему помогает следующий параметр.

14. NVidia G-Sync и AMD FreeSync

Для начала кратко опишем проблему. Идеальная ситуация – это когда видеокарта формирует и выдает монитору каждый кадр с частотой, равной частоте обновления экрана. К сожалению, в каждый момент времени видеочипу приходится обсчитывать совершенно разные сцены, одни из которых более «легкие», и на них уходит меньше времени», другие же требуют заметно большего времени на рендеринг.

В результате, кадры подаются на монитор с частотой выше или ниже скорости обновления экрана. При этом если видеокарта успевает обсчитать, выдать кадр, да еще и немного отдохнуть перед рендерингом следующего в ожидании очередного цикла обновления экрана, то особых проблем нет.

Другое дело, если в игре выставлены высокие настройки графики и для расчетов сцены видеопроцессору приходится напрягать все свои кремниевые силы. Если же на расчет уходит много времени и кадр не готов к началу цикла обновления, тут возможны два сценария:

Цикл пропускается.
Отрисовка начинается тогда, когда кадр готов и подан на монитор.

В первом случае необходимо задействовать режим вертикальной синхронизации V-Sync. Если к началу обновления экрана новый кадр не подготовлен, то продолжает отображаться предыдущий. Результат – появляющиеся микрозадержки изображения, подергивания. Зато картинка полноценная.

Если режим V-Sync отключить, то движение станет более плавным, но может появиться другая проблема – если кадр подготовлен где-то внутри цикла обновления экрана, то кадр будет состоять из двух частей, старого и нового, который начнет отрисовываться с момента его подачи на монитор. Визуально это выражается в горизонтальных разрывах изображения, ступеньках.

Более высокая частота обновления снижает остроту проблемы. Но полностью ее не решает. Помочь избавиться от этих неприятных проблем с изображением позволяют технологии NVidia G-Sync и AMD FreeSync.

Как следует из названия, они предложены производителями видеокарт. Поэтому, при выборе монитора, в котором есть одна из этих технологий, следует учитывать, какая видеокарта стоит в вашем компьютере, или какую собираетесь поставить. Неразумно к видеокарте AMD покупать монитор с G-Sync и наоборот. Пустая трата денег на то, что использоваться не будет.

Теперь о самих этих технологиях. Принцип действия их схож, но методы решения различаются. NVidia использует собственный программно-аппаратный способ, т. е. в мониторе есть специальный блок, отвечающий за работу G-Sync, а AMD обходится средствами протокола DisplayPort Adaptive-Sync, т. е. без установки дополнительных аппаратных блоков в монитор.

В данном случае не важно, какими средствами решается проблема, важно то, что можно получить в итоге. Если кратко, то принцип действия G-Sync и аналога от AMD таков.

Частота обновления экрана не фиксирована, а привязана к скорости рендеринга видеокарты. Изображение на мониторе появляется в тот момент, как кадр готов к показу. В результате, мы получаем не фиксированные, например, 60 Гц обновления экрана, а плавающее значение. Один кадр обсчитан быстро – и он сразу появляется на экране. Второй рендерится дольше – матрица дисплея ждет и не обновляет изображение, пока кадр не будет готов.

В итоге имеем плавное изображение без разрывов и прочих артефактов. Таким образом, в случае с монитором, выбираемом для игр, идеальным вариантом является модель с наличием одной из этих двух технологий (с учетом совпадения производителя видеокарты в компьютере) и, желательно, с частотой обновления 120 Гц и выше. Правда, дешевым такой дисплей точно не будет.

15. Интерфейсы

Тут я подробно останавливаться не буду, т. к., думаю, и так понятно. Это установленные в мониторе разъемы для подключения к видеокарте. Для ноутбуков параметр вообще неактуальный, т. к. дисплей идет «в комплекте» и подключен изначально.

Остальное

Думаю, такие характеристик, как вес, размер, тип блока питания (встроенный или выносной), потребляемая мощность при работе и в простое, наличие встроенных динамиков, возможность крепления на стену и т. п. не является чем-то сложным и непонятным. Потому и описывать их я не буду.

Заключение. Характеристики мониторов — какие важны больше, какие — меньше

Надеюсь, я ничего важного не упустил, и если вдруг про что-то забыл написать – укажите это в комментариях, дополню, расширю, углублю. По результатам же сказанного становится ясно, что выбор монитора – это не только решение вопросов, связанных с требуемой диагональю, типом матрицы и разрешением.

Для офиса этого, может, и хватит, но если дисплей выбирается для домашнего пользования, для игр, обработки изображений или других специфических задач, то для того, чтобы не разочароваться в покупке, приходится глубже влезать в характеристики монитора.

Осложняется дело и тем, что свои корректировки вносит собственное зрение, которому не нравится, например, наличие мерцания, недостатки матового покрытия или заметна на глаз работа FRC. И не учитывать это нельзя, ибо глаза у нас одни и новых не будет.

Есть и еще один «тонкий» момент – изначальная настройка монитора производителем. То, что он показывает «как-то не так» не означает, что он не может показывать лучше. Впрочем, калибровка монитора – дело кропотливое, и, порой, требующее специального оборудования. Как минимум, можно попробовать настроить параметры «на глаз», попытаться получить то изображение, которое будет нравиться визуально.

Я сам недавно купил себе монитор, правда выбирал что-то недорогое на IPS или VA, и игровые «примочки» мне были не важны. Тем не менее, отсутствие мерцания было одним из основных критериев.

Хороших вам покупок и пусть глаза кажут «спасибо» за правильно выбранный монитор.

Нестабильное изображение утомляет глаза и вызывает усталость. CRT обновляет кадр на экране много раз в секунду, и чем быстрее это происходит, тем стабильнее изображение.

Изображение на экране монитора формируется лучом электронов, которые, проходя через отверстия теневой маски, засвечивают точки люминофора. Луч перемещается по строке слева направо, затем переходит на следующую строку и т. д. до нижнего края экрана. Скорость перемещения луча (частота строк), а также формирования полного изображения определяется частотными характеристиками монитора.

Для пользователя наиболее важной из них является частота регенерации или кадровая частота - количество полных "пробегов", совершаемых лучом из верхнего угла экрана в нижний за одну секунду; выражается в герцах. Если пару лет назад рекомендуемая кадровая частота составляла 75 Гц, то теперь следует выбирать такой монитор, который поддерживает значение не ниже 85 Гц. Высокая частота регенерации гарантирует, что изображение будет выводится на экран без заметного глазу мерцания, а вредное воздействие длительной работы за монитором на зрение будет сведено к минимуму.

Полоса пропускания видеосигнала монитора является "интегрированным" показателем, приблизительное значение которого можно рассчитать по формуле: W=HxVxF, где H - максимальное разрешение по вертикали, V - максимальное разрешение по горизонтали, F - максимальная кадровая частота, на которой монитор может работать при максимальном разрешении.

Необходимо помнить, что максимальная кадровая частота при повышении разрешения экрана понижается, поэтому следует обращать внимание прежде всего на значения в используемых вами режимах. Это происходит со всеми мониторами, оснащенными CRT, поскольку каждую секунду они могут показывать на экране только ограниченное число пикселей. Кроме того, высокие частотные характеристики монитора могут быть сведены на нет тем, что их не поддерживает установленная в компьютере видеоплата.

Видеоадаптеры

Прежде, чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются в аналоговые данные и уже после этого направляются в монитор и формируют изображение. Сначала данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Таким образом, почти на всем пути следования цифровых данных над ними производятся различные операции преобразования, сжатия и хранения. Оптимизируя эти операции, можно добиться повышения производительности всей видеоподсистемы. Лишь последний отрезок пути, от RAMDAC до монитора, когда данные имеют аналоговый вид, нельзя оптимизировать.

Рассмотрим подробнее этапы следования данных от центрального процессора системы до монитора.

1. Скорость обмен данными между CPU и графическим процессором напрямую зависит от частоты, на которой работает шина, через которую передаются данные. Рабочая частота шины зависит от чипсета материнской платы. Для видеоадаптеров оптимальными по скорости являются шина PCI и AGP. При существующих версиях чипсетов шина PCI может иметь рабочие частоты от 25Mhz до 66MHz, иногда до 83Mhz (обычно 33MHz) , а шина AGP работает на частотах 66MHz и 133MHz.

Чем выше рабочая частота шины, тем быстрее данные от центрального процессора системы дойдут до графического процессора видеоадаптера.

2. Ключевой момент, влияющий на производительность видеоподсистемы, вне зависимости от специфических функций различных графических процессоров, это передача цифровых данных, обработанных графическим процессором, в видеопамять, а оттуда в RAMDAC. Самое узкое место любой видеокарты - это видеопамять, которая непрерывно обслуживает два главных устройства видеоадаптера, графический процессор и RAMDAC, которые вечно перегружены работой. В любой момент, когда на экране монитора происходят изменения (иногда они происходят в непрерывном режиме, например движение указателя мыши, мигание курсора в редакторе и т.д.) , графический процессор обращается к видеопамяти. В то же время, RAMDAC должен непрерывно считывать данные из видеопамяти, чтобы изображение не пропадало с экрана монитора. Поэтому, чтобы увеличить производительность видеопамяти, производители применяют различные технические решения. Например, используют различные типы памяти, с улучшенными свойствами и продвинутыми возможностями, например VRAM, WRAM, MDRAM, SGRAM, или увеличивают ширину шины данных, по которой графический процессор или RAMDAC обмениваются информацией с видеопамять, используя 32 разрядную, 64 разрядную или 128 разрядную видеошину.

Чем более высокое разрешение экрана используется и чем больше глубина представления цвета, тем больше данных требуется передать из графического процессора в видеопамять и тем быстрее данные должны считываться RAMDAC для передачи аналогового сигнала в монитор. Нетрудно заметить, что для нормальной работы видеопамять должна быть постоянно доступна для графического процессора и RAMDAC, которые должны постоянно осуществлять чтение и запись.

В нормальных условиях доступ RAMDAC к видеопамяти на максимальной частоте возможен лишь после того, как графический процессор завершит обращение к памяти (операцию чтения или записи) , т.е. RAMDAC вынужден дожидаться, когда наступит его очередь обратиться с запросом к видеопамяти для чтения и наоборот.