Монитор, его назначение и основные характеристики (размер, шаг маски, разрешающая способность экрана, частота регенерации, класс защиты). Понятие и основные характеристики видеоадаптеров. Точность отображения цвета. Что при чем

Оптимальная частота у LCD-мониторов 60 Гц, чего до­статочно для отсутствия мерцания. У CRT-мониторов только при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно заметное мер­цание.

Точность отображения цвета

LCD-мониторы поддерживают True Color, и имитирует ся требуемая цветовая температура. CRT-мониторы также под­держивают True Color, и при этом имеется масса устройств калибровки (настройки) цвета.

Формирование отображения

Изображение в LCD-мониторах формируется пикселя­ми, число которых зависит только от конкретного разреше­ния LCD-панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает вели­колепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение по­лучается более целостным и гладким.

В CRT-мониторах пиксели формируются группой точек (триады) или полосок. Шаг точки, или линии, зависит от рас­стояния между точками, или линиями, одного цвета. В резуль тате четкость и ясность изображения сильно зависят от разме­ра шага точки, или шага линии, и от качества CRT.

Угол обзора

В настоящее время стандартным для LCD-мониторов яв ляется угол обзора 120° и выше; с дальнейшим развитием тех­нологий следует ожидать увеличения угла обзора. CRT-мони­торы, в отличие от них, имеют отличный обзор под любым углом

Энергопотребление и излучение

Практически никаких опасных электромагнитных излу чений у LCD-мониторов нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT-мониторов

В работе CRT-мониторов всегда присутствует электро магнитное излучение, однако их уровень зависит от того, со ответствует ли CRT какому-либо стандарту безопасности Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 80 Вт

Информатика

Интерфейс монитора с компьютером

LCD-мониторы имеют цифровой интерфейс, однако боль­шинство из них имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым вы­ходам видеоадаптеров. CRT-мониторы поддерживают только аналоговый интерфейс.

Сфера применения

LCD-монитор - стандартный дисплей для мобильных систем. В последнее время начинает завоевывать место и в качестве монитора для настольных компьютеров. Идеально подходят в качестве дисплея для компьютеров, т. е. для рабо­ты в Интернете, с текстовыми процессорами и т. д.

CRT-монитор - стандартный монитор для настольных компьютеров. Крайне редко используются в мобильном виде. Идеально подходит для отображения видео и анимации.

Главной проблемой развития технологий LCD для сек­тора настольных компьютеров, похоже, является размер мо­нитора, который влияет на его стоимость. С ростом размеров дисплеев снижаются производственные возможности. В насто­ящее время максимальная диагональ LCD-монитора, пригод­ного к массовому производству, достигает 20", а недавно неко­торые разработчики представили 43"-е модели и даже 64"-е модели TFT-LCD-мониторов, готовых к началу коммерчес­кого производства. Но похоже, что исход битвы между CRT- и LCD-мониторами за место на рынке уже предрешен. Причем не в пользу CRT-мониторов. Будущее, судя по всему, все же за LCD-мониторами с активной матрицей. Исход битвы стал ясен после того, как IBM объявила о выпуска монитора с матрицей, имеющей 200 пикселей на дюйм, то есть с плотностью в два раза больше, чем у CRT-мониторов. Как утверждают эксперты, ка­чество картинки отличается так же, как при печати на матрич­ном и лазерном принтерах. Поэтому вопрос перехода к повсе­местному использованию LCD-мониторов лишь в их цене.

4.3. Плазменные мониторы

Тем не менее существуют и другие технологии, которые создают и развивают разные производители, и некоторые из этих технологий носят название PDP (Plasma Display Panels), или просто «plasma», и FED (Field Emission Display).

Такие крупнейшие производители, как Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer и другие, уже начали производство плазменных мониторов с диагональю 40" и более, причем не­которые модели уже готовы для массового производства. Работа плазменных мониторов очень похожа на работу неоно­вых ламп, сделанных в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Плазменные экраны создаются пу­тем заполнения пространства между двумя стеклянными по­верхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Фактически каждый пиксель на экране работает, как обычная флуоресцентная лампа. Высокая яркость и контрастность на­ряду с отсутствием дрожания являются большими преимуще­ствами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть качественное изобра­жение на плазменных мониторах, существенно больше, чем 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 изо-

бражения. 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 экранои или монито­ров для компьютеров.

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 цщ\ 2) мониторы трансляционного типа, такие, как LCD-монитоэы.

Одним из лучших технологических направлений в обла­сти создания мониторов, которая совмещает в себе особенно­сти обеих технологий, описанных нами выше, \ зляется техно­логия FED. 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-мон к торами состо­ит в том, что CRT-мониторы имеют три пушки, которые ис­пускают три электронных луча, последовательно сканирую­щих панель, покрытую люминофорным слоем, а в FED-мони-торе используется множество маленьких источников элект­ронов, расположенных за каждым элементом экрана, и вес 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 люминофор-ные элементы, как и в традиционных CRT-moj нТорах.

4.4. Пластиковые мониторы

Есть и еще одна новая и достаточно персп жтивная тех­нология - это LEP (Light Emission Plastics), или светящий пластик. На сегодняшний день существуют монохромные (жел­того свечения) LEP-дисплеи, приближающиеся то эффектив­ности к жидкокристаллическим дисплеям LCD, уступающие им по сроку службы, но имеющие ряд существенных преиму­ществ:

Поскольку многие стадии процесса производства
LEP-дисплеев совпадают с аналогичными стадиями произ­
водства LCD, производство легко переоборудовать. Кроме
того, технология LEP позволяет наносить пластик на гиб­
кую подложку большой площади, что невозможно для не­
органического светодиода (там приходится использован,
матрицу диодов);

Поскольку пластик сам излучает свет, не нужна под­
светка и прочие хитрости, необходимые для получения цвет­
ного изображения на LCD-мониторе. Больше того, LEP-mo
нитор обеспечивает 180-градусный угол обзора;

Поскольку устройство дисплея предельно просто (вер­
тикальные электроды с одной стороны пластика горизонталь­
ные - с другой), изменением числа электродов на единицу
протяженности по горизонтали или вертикали можно доби­
ваться любого необходимого разрешения, а так»:е, при необ­
ходимости, различной формы пикселя;

Устройства отображения информации 291

Поскольку LEP-дисплей работает при низком напря­
жении питания (менее 3 В) и имеет малый вес, его можно
использовать в портативных устройствах, питающихся от ба­
тарей;

Поскольку LEP-дисплей обладает крайне малым вре­
менем переключения (менее 1 микросекунды), его можно ис­
пользовать для воспроизведения видеоинформации;

Поскольку слой пластика очень тонок, можно исполь-
лонать специальные поляризующие покрытия для достиже­
ния высокой контрастности изображения даже при сильной
ппстинёй засветке.

Эти преимущества плюс дешевизна привели к возникно-нгиию у LEP-технологии достаточно радужных перспектив.

4.5. Стандарты безопасности

Перейдем к вопросу о стандартах безопасности, тем бо-лге что на всех современных мониторах можно встретить на­клейки с аббревиатурами ТСО и MPR II. Правда, еще встре­чаются надписи «Low Radiation», но на самом деле это не сви­детельствует о какой-либо защите, просто так делали произ­водители Юго-Восточной Азии для привлечения внимания к своей продукции. С целью снижения риска для здоровья раз­личными организациями были разработаны рекомендации по параметрам мониторов, следуя которым, производители мо­ниторов борются за наше здоровье. Все стандарты безопасно^ оти для мониторов регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей, создаваемых мо­нитором при работе. Практически в каждой развитой стране ость собственные стандарты, но особую популярность во всем мире завоевали стандарты ТСО и MPR II, разработанные в Швеции.

Ъолее 80% служащих и рабочих в Швеции им«:от дело с компьютерами, поэтому главная задача ТСО (The Swedish Confederation of Professional Employees - Шведская конфе­дерация профессиональных коллективов рабочих) - раз­работать стандарты безопасности при работе с компьютера­ми, т. е. обеспечить своим членам и всем остальным безо­пасное и комфортное рабочее место. Кроме разработки стан­дартов безопасности, ТСО участвует в создании специаль­ных инструментов для тестирования мониторов и компью-nepoii

Стандарты ТСО разработаны с целью гарантировать пользователям компьютеров безопасную работу. Этим стан­дартам должен соответствовать каждый монитор, продавае­мый в Швеции и в Европе. Рекомендации ТСО используют­ся производителями мониторов тля создания более каче­ственных продуктов, которые менее опасны для здоровья пользователей. Суть рекомендаций ГСО состоит не только в определении допустимых значений различного типа излуче­ний, но и в определении минимально приемлемых парамет­ров мониторов, например поддерживаемых разрешений, ин­тенсивности свечения люминофора, запаса яркости, энерго­потребления, шумности и т. д. Более того, кроме требований, в документах ТСО приводятся подробные методики ■ сти-рования мониторов. Рекомендации ТСО применяются не толь­ко в Швеции, но и во всех европейских странах для опреде­ления стандартных параметров, которым должны соответ­ствовать вгр мониторы.

MPR II, разработанный SWEDAC (The Swedish Board for Technical Accreditation), определяет максимально допустимые величины излучения магнитного и электрического полей, а также методы их измерения. MPR II 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 ТСО 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.

4.6. Характеристики мониторов

Типы развертки

В режимах высокого разрешения немаловажным факто­ром является тип развертки построчный (Non-interlaced), или чересстрочный. При построчном способе формирования изоб­ражения все строки кадра выводятся в течение одного перио­да кадровой развертки, то есть осуществляется передача всех строк на экране монитора за один прием без чередования. Об­ладающие построчной разверткой мониторы позволяют быс­трее выводить изображение на экран и менее подвержены мер­цанию. Все современные мониторы - с построчной разверт­кой. При чересстрочном способе за один период кадровой развертки выводятся нечетные строки изображения, за вто­рой - четные. Поэтому говорят, что один кадр делится на два поля. Выходит, в случае чересстрочной развертки частота кад­ров снижается вдвое.

Стандартные VGA-карты при 800x600 поддерживают построчный способ, а 1024x728 - чересстрочный. В чем же их различие? Мониторы с построчной разверткой обладают луч­шими характеристиками, так как они воспроизводят изобра­жение на экране быстрее и без мерцания. Они также имеют более резкие и четкие изображения. Все мониторы высокого качества отображают изображения во всех режимах разреше­ния с построчной разверткой. Мониторы, имеющие «штат­ные» режимы с чересстрочной разверткой, ни одной из веду­щих фирм, производящих мониторы, не выпускаются. Поэто­му но стоит приобретать мониторы с такой разверткой.

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. 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. Ниже мы приводим таблицу с минимально допустимыми частотами регенерации мониторов по новому стандарту TCO’99 для разных разрешений:

Диагональ монитора	Частота регенерации	Разрешение

Если вместо размера CRT используется видимый размер экрана, то данные в таблице выше также применимы. Заметим, что приведены минимально допустимые параметры, а рекомендованная частота регенерации >= 100 Hz.

Чтобы узнать настройки своего монитора, необходимо открыть Панель управления – Экран . Где представленно несколько вкладок.

Теперь логично перейти к вопросу о стандартах безопасности. Тем более что 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.

9. Сертификаты TCO и MPRII

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. Расскажем о них подробнее.

9.1. 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. Эти 1,3 млн. членов представляю широкий спектр рабочих и служащих из государственного и частного сектора экономики.

Учителя, инженеры, экономисты, секретари и няньки лишь немногие из групп, которые все вместе формируют TCO. Это означает, что TCO отражает большой срез общества, что обеспечивает ей широкую поддержку».

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 разработаны 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. Некоторые документы и дополнительную информацию можно найти на официальном сайте TCO: tco-info.com

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.

9.1.1. TCO "92

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.

9.1.2. TCO "95

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.

Разрешение монитора - это размер получаемого изображение в пикселях. Чем выше разрешение - тем более детальное изображение можно получить и тем выше стоимость монитора (при прочих равных условия).

Типичные разрешения современных мониторов приведены ниже:

Отдельно стоит упомянуть разрешения Full HD и 4К.

Встроенная акустическая система

Если вы не предъявляете серьезных требований к качеству звучания аудиосистемы, стоит рассмотреть вариант покупки монитора со встроенными динамиками . Если вы подключите такой монитор с помощью разъема HDMI или DisplayPort, то вам не понадобится отдельный кабель для передачи звука, что очень удобно.

Выход на наушники

Если вы часто используете наушники (например, слушаете музыку ночью или в офисе), то разумным приобретением будет монитор, оснащенный аудио-выходом  на наушники . Это сделает их использование более удобным.

Поддержка 3D-изображения (3D-Ready)

3D-формат постепенно набирает популярность. Сначала он завоевал экраны кинотеатров, а сейчас проникает и на рынок бытовой техники. Некоторые модели мониторов уже сейчас поддерживают работу с 3D-контентом . Такие мониторы имеют высокую частоту обновления экрана (144 Гц и выше) и могут попеременно выводить на экран картинку для левого и правого глаза. Для того, чтобы каждый глаз видел свою картинку, в комплект входят специальные очки с «затворной» технологией.

Подводя итоги можно условно разделить мониторы на несколько ценовых категорий:

мониторы стоимостью от 5 000 до 10 000 руб . Недорогие мониторы для офисного или домашнего использования. Имеют диагональ размером от 17 до 21 дюйма. Как правило, оснащены матрицами типа TN, либо недорогой разновидностью VA или IPS матриц. Максимальное разрешение - FullHD или меньше. Оснащены разъемами VGA или DVI. Дополнительные регулировки положения экрана встречаются редко.

мониторы стоимостью от 10 000 до 20 000 руб.  В эту категорию попадают мониторы для повседневного домашнего использования. Они имеют диагональ размером от 22 до 27 дюймов, оснащены неплохими матрицами типа TN, VA или IPS с разрешениями FullHD. Оснащаются разъемами HDMI или DisplayPort. Могут иметь USB-концентраторы, встроенные колонки и регулировки положения экрана.

мониторы стоимостью свыше 20 000 руб.  Более продвинутые мониторы с диагональю от 24 до 35 дюймов и выше, с матрицами разрешением от FullHD до 5К с хорошей скоростью реакции и цветопередачей. В этой категории встречаются модели с изогнутым экраном или поддержкой 3D-изображения. Также имеют на борту широкий набор различных разъемов для подключения системных блоков и других устройств, USB-концентраторы, аудиовыходы.

Надеюсь, этот небольшой гайд поможет выбрать вам подходящий монитор для своего компьютера.

У частоты обновления экрана есть также и другие названия: кадровая частота, частота развертки, частота кадров. Если следовать техническим терминам, то правильно называть данный процесс разверткой с N Герц. Согласитесь, название намного длиннее, и поэтому произносить его не особенно удобно.

История

Для большей наглядности стоит вспомнить старые телевизоры с электронно-лучевой трубкой. Кадровая частота тогда составляла 50-60 Гц. Что это значит? За одну секунду экран показывает 50-60 кадров. Если рассматривать данный процесс с технической зрения, то электронный луч как бы рисует изображение на покрытии кинескопа построчно. И в таких случаях используется черезстрочная развертка. Изображение передается полукадрами, которые состоят из четных или нечетных строк.

От этого картинка мерцает. Мерцание становится более заметным при большой диагонали экрана в связи с высокой чувствительностью периферийного зрения.

При использовании режим 100 Гц в телевизорах с кинескопами кадры показываются повторно. Соответственно, кадровая частота увеличивается в два раза, и мерцание становится незаметным.

Если же кадры повторять три раза, то частота от изначальной (50-60 Гц) увеличится в три раза и составит 150-180 Гц.

Современные телевизоры

Телевизоры с жидкокристаллической матрицей основаны на других физических принципах. Особенности их устройства таковы, что изначально нет мерцания. И у высокой кадровой частоты появляется другой смысл. Современные ЖК-телевизоры производятся для того, чтобы воспроизводить, например, фильмы с высоким разрешением и игры с серьезной графикой. И тогда, если показывать динамично меняющееся изображение с частотой 50 Гц, то оно будет казаться размытым, движения же быстро перемещающихся объектов - дергаными.

И чтобы такого не было, производители увеличивают кадровую частоту. Увеличить ее в два раза до 100 Гц для ЖК-телевизора достаточно просто. Устройство благодаря встроенным алгоритмам анализирует два последовательных кадра и дополнительно создает один промежуточный, после чего вставляет его между двумя первоначальными кадрами. Чтобы увеличивать и дальше частоту, нужно просто вставлять дополнительный промежуточные кадры.

При этом важно учитывать время отклика пикселей, которым надо успеть поменять свое положение с нужной скоростью. Если они не успевают за сменой изображения, то телевизор не будет достигать заявленной кадровой скорости.

Также скорость обновления экрана можно увеличить с помощью мерцающей с высокой частотой подсветки. Однако качество картинки будет хуже.

Помимо ЖК-телевизоров существуют также плазменные панели, у которых переключение состояний пикселей намного быстрее, чем у ЖК-телевизоров. В связи с этим у плазменных панелей нет проблем с размытым изображением.

CRT мониторы

CRT (Cathode Ray Tube)мониторы. Как видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но это дословный перевод, технически правильно говорить электронно-лучевая трубка (ЭЛТ).

Рассмотрим принципы работы CRT мониторов.

CRT-монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой находится вакуум, т.е. весь воздух удален. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (Luminofor). В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п.

Люминофор это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для создания изображения в CRT мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT мониторе используется три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся и мало кому интересны

Характеристика мониторов

Теперь логично перейти 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, если вы хотите убедиться в качестве монитора, который решили купить, потому что все эти параметры жестко связаны между собой и их значения должны соответствовать друг другу.

Размер экрана - это размер по диагонали от одного угла экрана до другого. У LCD-мониторов номинальный размер диагонали экрана равен видимому, но у CRT-мониторов видимый размер всегда меньше.

Изготовители мониторов в дополнение к сведениям о физических размерах кинескопов также предоставляют информацию о размерах видимой части экрана. Физический размер кинескопа - это внешний размер трубки. Поскольку кинескоп заключен в пластмассовый корпус, видимый размер экрана немного меньше его физического размера. Так, например, для 14-дюймовой модели (теоретическая длина диагонали 35,56 см) полезный размер диагонали равен 33,3–33,8 см в зависимости от конкретной модели, а фактическая длина диагонали 21-дюймовых устройств (53,34 см) составляет от 49,7 до 51 см.

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.

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.

17" монитор имеет разрешением 1024x768 или 1280x1024;

19" монитор работает с разрешением 1280x1024, а или 1600x1200;

24" работает в разрешениях от 1600x1200 до 1920x1200 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 видеокартам. Наличие большого монитора - это все равно, что смотреть через окно на мир: чем больше окно, тем больше вы видите без необходимости выглядывать наружу.

Частота обновления (регенерации)

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 (а именно оно, как правило, указывается на коробке для монитора), тем выше разрешение может поддерживать монитор при приемлемой частоте кадров. Предельная частота строк является критичным параметром при разработке CRT-монитора.

Частота регенерации или обновления (кадровой развертки для CRT мониторов) экрана - это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Например, частота регенерации монитора в 100 Hz означает, что изображение обновляется 100 раз в секунду. Как мы уже говорили 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.

Шаг точек - это диагональное расстояние между двумя точками люминофора одного цвета. Например, диагональное расстояние от точки люминофора красного цвета до соседней точки люминофора того же цвета. Этот размер обычно выражается в миллиметрах. В кинескопах с апертурной решеткой используется понятие шага полос для измерения горизонтального расстояния между полосами люминофора одного цвета. Чем меньше шаг точки или шаг полосы, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Очень часто размер токи на периферии больше, чем в центре экрана. Тогда производители указывают оба размера.

Маски кинескопа

Мониторы CRT по принципу действия напоминают обыкновенные цветные телевизоры, имеют чуть меньший размер и обладают очень чётким изображением. В качестве основного элемента формирования изображения используется кинескоп. Изображение на экране ЭЛТ появляется вследствие свечения нанесённых на его поверхность триад элементов люминофора (вещества, испускающие свет при попадании на них разогнанных электронов). Если говорить простыми словами, каждая точка изображения на экране монитора с ЭЛТ состоит из трёх расположенных рядом друг с другом элементов люминофора. Каждый элемент при попадании триады, начинает излучать свет с разной интенсивностью, собственным цветом (красным, зелёным или синим) Общий результат свечения всех трёх элементов виден человеческому глазу как какой-то один из бесконечного количества цветов. Для того чтобы разогнанные электроны попадали именно на те элементы триад, которые нужно, перед ними установлена специальная маска, представляющая собой металлический экран с проделанными в нём отверстиями, расположенными напротив элементов триад. В зависимости от конструкции такой маски, а так же формы и расположения отверстий, проделанных в ней, ЭЛТ может быть трёх типов: ЭЛТ с теневой маской (shadow mask); ЭЛТ с апертурной решёткой (aperture grill); ЭЛТ со щелевой маской (slot mask);

ЭЛТ с теневой маской

УЭЛТ этого типа маска представляет собой металлическую (обычно инваровую) сетку с круглыми отверстиями напротив каждой триады элементов люминофора. Критерием качества (чёткости) изображения является так называемый шаг зерна или точки (dot pitch), который характеризует расстояние в миллиметрах между двумя элементами (точками) люминофора одинакового цвета. Чем меньше это расстояние, тем более качественное изображение сможет воспроизводить монитор. Экран ЭЛТ с теневой маской обычно представляет собой часть сферы достаточно большого диаметра, что может быть заметно по выпуклости экрана мониторов с таким типом ЭЛТ (а может и не быть заметно, если радиус сферы очень большой). К недостаткам ЭЛТ с теневой маской следует отнести то, что большое количество электронов (порядка 70%) задерживается маской и не попадает на люминофорные элементы. Это может привести к нагреву и тепловой деформации маски (что в свою очередь может вызвать искажение цветов на экране). Кроме того, в ЭЛТ такого типа приходится использовать люминофор с большей светоотдачей, что приводит к некоторому ухудшению цветопередачи. Если же говорить о достоинствах ЭЛТ с теневой маской, то следует отметить хорошую чёткость получаемого изображения и их относительную дешевизну.

ЭЛТ с апертурной решёткой

Втакой ЭЛТ точечные отверстия в маске (обычно изготавливаемой из фольги) отсутствуют. Вместо них в ней проделаны тонкие вертикальные отверстия от верхнего края маски до нижнего. Таким образом, она представляет собой решётку из вертикальных линий. Из-за того что маска изготовлена таким образом она очень чувствительна ко всякому виду вибраций, которые например могут возникнуть при лёгком постукивание по экрану монитора. Она дополнительно удерживается тонкими горизонтальными проволочками. В мониторах с размером 15 дюймов такая проволочка одна в 17 и 19 две, а в больших три и более. На всех таких моделях заметны тени от этих проволочек особенно на светлом экране. Сначала они могут несколько раздражать, но со временем вы привыкните. Наверное это можно отнести к основным недостаткам ЭЛТ с апертурной решёткой. Экран таких ЭЛТ представляет собой часть цилиндра большого диаметра. В результате он полностью плоский по вертикали и чуть выпуклый по горизонтали. Аналогом шага точки (как для ЭЛТ с теневой маской) здесь является шаг полосы (strip pitch) - минимальное расстояние между двумя полосами люминофора одинакового цвета (измеряется в миллиметрах). Достоинством таких ЭЛТ по сравнению с предыдущим, является более насыщенными цветами и более контрастным изображением, а так же более плоский экран, что достаточно ощутимо снижает количество бликов на нём. К недостаткам можно отнести чуть меньшую чёткость текста на экране.

ЭЛТ с щелевой маской

ЭЛТ с щелевой маской представляет собой компромисс между двумя уже описанными ранее технологиями. Здесь отверстия в маске, соответствующие одной триаде люминофора, выполнены в виде продолговатых вертикальных щелей небольшой длины. Соседние вертикальные ряды таких щелей немного смещены друг относительно друга. Считается, что ЭЛТ с таким типом маски обладают сочетанием всех достоинств, присущих ей. На практике же, разница между изображением на ЭЛТ со щелевой или апертурной решёткой мало заметна. ЭЛТ с щелевой маской обычно имеют названия Flatron, DynaFlat и др.

Экранное покрытие

Важными параметрами кинескопа являются отражающие и защитные свойства его поверхности. Если поверхность экрана никак не обработана, то он будет отражать все предметы, находящиеся за спиной пользователя, а также его самого. Это отнюдь не способствует комфортности работы. Кроме того, поток вторичного излучения, возникающий при попадании электронов на люминофор, может негативно влиять на здоровье человека.

Ниже показана структура покрытия кинескопов (на примере кинескопа DiamondTron производства компании Mitsubishi). Неровный верхний слой призван бороться с отражением. В техническом описании монитора обычно указывается, какой процент падающего света отражается (например, 40%). Слой с различными преломляющими свойствами дополнительно снижает отражение от стекла экрана.

Наиболее распространенным и доступным видом антибликовой обработки экрана является покрытие диоксидом кремния. Это химическое соединение внедряется в поверхность экрана тонким слоем. Если поместить обработанный диоксидом кремния экран под микроскоп, то можно увидеть шершавую, неровную поверхность, которая отражает световые лучи от поверхности под различными углами, устраняя блики на экране. Антибликовое покрытие помогает без напряжения воспринимать информацию с экрана, облегчая этот процесс даже при хорошем освещении. Большинство запатентованных видов защитных покрытий против отражений и бликов основано на использовании диоксида кремния. Некоторые изготовители кинескопов добавляют в покрытие также химические соединения, выполняющие функции антистатиков. В наиболее передовых способах обработки экрана для улучшения качества изображения используются многослойные покрытия из различных видов химических соединений. Покрытие должно отражать от экрана только внешний свет. Оно не должно оказывать никакого влияния на яркость экрана и четкость изображения, что достигается при оптимальном количестве диоксида кремния, используемого для обработки экрана.

Антистатическое покрытие предотвращает попадание пыли на экран. Оно обеспечивается с помощью напыления специального химического состава для предотвращения накопления электростатического заряда. Антистатическое покрытие требуется в соответствии с рядом стандартов по безопасности и эргономике, в том числе MPR II и TCO.

Также необходимо отметить, что для защиты пользователя от фронтальных излучений экран кинескопа выполняется не просто из стекла, а из композитного стекловидного материала с добавками свинца и других металлов.

Радиус кривизны экрана ЭЛТ

Виды кинескопа

Современные кинескопы по форме экрана делятся на три типа: сферический, цилиндрический и плоский.

У сферических экранов поверхность выпуклая и все пиксели (точки) находятся на равном расстоянии от электронной пушки. Такие ЭЛТ не дороги, изображение, выводимое на них, не очень высокого качества. В настоящее время применяются только в самых дешевых мониторах.

Цилиндрический экран представляет собой сектор цилиндра: плоский по вертикали и закругленный по горизонтали. Преимущество такого экрана - большая яркость по сравнению с обычными плоскими экранами мониторов и меньшее количество бликов. Основные торговые марки - Trinitron и Diamondtron. Плоские экраны (Flat Square Tube) наиболее перспективны. Устанавливаются в самых совершенных моделях мониторов. Некоторые кинескопы этого типа на самом деле не являются плоскими, но из-за очень большого радиуса кривизны (80 м по вертикали, 50 м по горизонтали) они выглядят действительно плоскими (это, например, кинескоп FD Trinitron компании Sony).

Средства управления и регулирования

После настройки монитора на заводе он проделывает долгий путь, прежде чем попадет на стол к пользователю. На этом пути монитор подвергается различным механическим, термическим и прочим воздействиям. Это приводит к тому, что предустановленные настройки сбиваются и после включения изображение на экране отображается не очень качественно. Этого не может избежать ни один монитор. Для того, чтобы устранить эти, а также прочие, возникающие в процессе использования монитора, дефекты, монитор должен обладать развитой системой регулирования и управления, в противном случае потребуется вмешательство специалистов.

Под управлением понимают подстройку таких параметров, как яркость, геометрия изображения на экране. Существуют два типа систем управления и регулирования монитора: аналоговые (потенциометры) и цифровые (кнопки, экранное меню, цифровое управление через компьютер). Аналоговое управление используется в дешевых мониторах и позволяет напрямую изменять электрические параметры в узлах монитора. Как правило, при аналоговом управлении пользователь имеет возможность настраивать только яркость и контраст. Цифровое управление обеспечивает передачу данных от пользователя к микропроцессору, управляющему работой всех узлов монитора. Микропроцессор на основании этих данных делает соответствующие коррекции формы и величины напряжений в соответствующих аналоговых узлах монитора. В современных мониторах используется только цифровое управление, хотя количество контролируемых параметров зависит от класса монитора и варьируется от нескольких простейших параметров (яркость, контраст, примитивная подстройка геометрии изображения) до сверхрасширенного набора - 25–40 параметров, обеспечивающие более точные настройки.

Большинство цифровых средств управления снабжены экранным меню (OSD - On Screen Display), которое появляется каждый раз, когда активизируются настройки и регулировки. С помощью цифровых средств управления установки сохраняются в специальной памяти и не изменяются при отключении электропитания. Имеются три группы регулировок монитора: основные, геометрические и регулировка цвета. Основные регулировки изменяют яркость, контрастность, размер и центрирование изображения по горизонтали и по вертикали. К настройке цветности относятся: настройка сведения лучей, настройка цветовой температуры, функция подавления муара и др. Настройки цветности позволяют оптимизировать цветовые характеристики монитора, зависящие от типа внешнего освещения и расположения монитора.

	Основные регулировки
	Brightness (яркость) - регулировка яркости монитора. Встречаются аналоговый или цифровой способы регулировки. При цифровой регулировке выносится как главная опция настройки.
	Contrast (контрастность) - регулировка контрастности монитора. Как и предыдущая, включается в главную опцию настройки.
	Horizontal centering (центрирование по горизонтали) - позволяет сдвинуть рамку изображения влево или вправо.
	Vertical centering (центрирование по вертикали) - позволяет сдвинуть рамку изображения по вертикали.
	Width (ширина) - позволяет растянуть или сжать изображение по горизонтали.
	Height (высота) - позволяет растянуть или сжать изображение по вертикали.
	Zoom - опция, позволяющая одновременно растянуть или сжать изображение как по вертикали, так и по горизонтали.
	Опции регулировки муара и сведения лучей
	H convergence (горизонтальное сведение лучей) - коррекция совмещения цветов по горизонтали (с помощью специальной таблицы позволяет настроить сведение лучей по горизонтали).
	V convergence (вертикальное сведение лучей) - коррекция совмещения цветов по вертикали.
	Moire (муар) - устранение волнистых и дугообразных искажений на экране монитора.
	Дополнительные опции меню
	OSD (экранное меню) - опция, позволяющая производить настройку положения, времени задерLCDи, языка и т. д. самого меню.
	Volume (громкость) - громкость встроенных акустических систем. Имеется в мультимедийных мониторах.
	Mute - позволяет мгновенно отключать звук.

Геометрические настройки предназначены для устранения более сложных искажений изображения - «наклон/поворот» «параллелограмм», «трапеция» и «бочка/подушка» и многие другие.

Класс монитора	Характеристики	Графическое изображение
Большинство цифровых мониторов	Размер и центровка по горизонтали; Размер и центровка по вертикали; Трапециевидное искажение по горизонтали; Подушкообразное искажение по горизонтали.
Графические мониторы с размером диагонали 17–21 дюйм	Параллелограмм по горизонтали; Закругленный сдвиг по горизонтали; Наклон (поворот) изображения.
Профессиональные мониторы	Раздельное подушкообразное искажение в центре, внизу и вверху изображения; Линейность по вертикали на всем изображении; Баланс линейности по вертикали на всем изображении.