Монитор

Плоттеры.

Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в форме рисунка или графика на бумаге, называют обычно графопостроителем, или плоттером (Plotter). Из этого определения, в частности, следует, что в качестве плоттера с успехом может использоваться соответствующий принтер.

Первыми появились и традиционно широко используются перьевые плоттеры. Основной конкурент для них – струйные плоттеры, использующие более современную технологию печати.

Существующие на сегодня перьевые плоттеры условно можно разделить на три группы:

· плоттеры, использующие фрикционный прижим для перемещения бумаги в направлении одной оси и движения пера по другой;

· барабанные (или рулонные плоттеры), работающие примерно так же, как и фрикционные, но использующие для перемещения непрерывной перфорированной ленты бумаги специальный трактор (Tractor Feed);

· планшетные плоттеры, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по обеим осям.

Монитор (дисплей) компьютерный – это устройство визуального отображения текстовой и графической информации.

Классификация мониторов. Мониторы бывают цветные и монохромные, отличаются размерами, оснащаются средствами регулировки и цветокорректировки. Мониторы могут поддерживать разные типы разрешения (количество точек в выводимом изображении по горизонтали и вертикали).

Большинство современных настольных компьютеров используют мониторы на базе электронно-лучевых трубок (CRT) с традиционным выгнутым или более современным плоским экраном. Все более широкое применение находят жидкокристаллические дисплеи (LCD). Существует ряд других современных технологий производства мониторов, например таких, как плазменные панели (PDP). Перспективная технология для мониторов будущего – использование светоизлучающих полимеров LEP (Light Emitting Polymer – светоизлучающие полимеры).

Мониторы на базе электронно-лучевой трубки.

Принцип работы. Внутри привычного всем компьютерного монитора находится кинескоп или электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Ее узкая часть – электронная пушка, которая, в полном соответствии с названием, постоянно выстреливает электроны непрерывным пучком. Отметки ставятся на люминофоре – веществе, которое светится под воздействием пучка. Чтобы создать цветное изображение, а оно состоит из трех основных цветов: R-красного, G-зеленого и B-синего (RGB), в кинескопе работают сразу три электронные пушки, каждая для своего цвета. Соответственно, и люминофор на внутреннюю поверхность экрана наносится трех типов – каждый светится своим цветом.

Перед люминофором стоит сетка, которая необходима, чтобы луч от синей электронной пушки попал точно на синий люминофор, от красной – точно на красный. Наибольшее распространение получила сетка «теневая маска» – буквально это «решето», лист из специального сплава, который практически не меняет линейных размеров при нагревании. Мельчайшие дырочки на нем ориентированы так, что пропускают луч только к «своему» люминофору. Меньшее распространение получила сетка «апертурная решетка» – те же функции в ней выполняет множество вертикальных нитей.

Яркость определяет средний уровень свечения экрана, а контрастность – соотношение яркости наиболее светлых и наиболее темных элементов изображения (у большинства ЭЛТ-мониторов контрастность лежит в пределах 500:1).

Разрешающая способность монитора определяется числом элементов изображения (пикселов), которые воспроизводятся по горизонтали и вертикали.

Достоинства и недостатки ЭЛТ. Самые главные недостатки, которых не удается преодолеть – это большие габариты и вес. С ними, конечно, тоже пытались бороться – в последние годы появились укороченные трубки. Это позволило сократить один из размеров (глубину) на 20–30 процентов, но коренным образом проблему не решило – при более коротком кинескопе электронные пучки приходится отклонять на больший угол, и появляются новые проблемы с фокусировкой и сведением лучей на границах экрана. Т. е. размеры уменьшить не удается. Поскольку ЭЛТ-технология считается уходящей, производители перестали вкладывать в ее развитие большие инвестиции, и, следовательно, коренных изменений ждать уже не приходится.

Что касается качества изображения, то возможны следующие проблемы. На экране монитора возможны искажения, напоминающие легкую рябь, так называемый муар, который особенно заметен на картинках со штриховкой, частыми чередующимися полосами.

Допустим, трем пушкам не удается точно дозировать цвет в каждой точке экрана. Тогда получается плохая цветопередача, т. е. монитор получает в итоге неестественные цвета.

Другой возможный дефект: при большом отклонении от центра экрана сложнее управлять пучком электронов. Поэтому часто именно на краях экрана может наблюдаться плохой фокус – контуры «нарисованных» пучком символов оказываются размытыми.

Еще один возможный минус – плохое сведение лучей. В идеале, синяя пушка не выстрелит в красный люминофор. Но если система разбалансирована, пушка «заденет» не свой цвет. И тогда вместо, допустим, черной буквы, можно увидеть букву черную, но с разноцветной опушкой.

Но в последние годы технология производства ЭЛТ настолько продвинулась, что мониторы с явными дефектами фокусировки и сведения уже не часто встретишь.

В электронно-лучевой трубке для создания и отклонения электронного луча требуются электрические и магнитные поля большого напряжения, воздействия которых вредны для человека.

Жидкокристаллический монитор (LCD – liquid crystal display).

Первый рабочий жидкокристаллический дисплей был создан Фергесоном (Fergason) в 1970 году. До этого жидкокристаллические устройства потребляли слишком много энергии, срок их службы был ограничен, а контраст изображения был удручающим. На суд общественности новый ЖК дисплей был представлен в 1971 году и получил горячее одобрение.

Принцип работы. Жидкие кристаллы (Liquid Crystal) – это органические вещества, способные под напряжением изменять величину пропускаемого света. Умение жидких кристаллов частично пропускать и частично не пропускать свет нашло применение в технологиях для мониторов. Жидкокристаллический монитор представляет собой две стеклянных или пластиковых пластины, между которыми находится суспензия. Кристаллы в этой суспензии расположены параллельно по отношению друг к другу, тем самым они позволяют свету проникать через панель. Изнутри экран освещается флуоресцентной подсветкой. При подаче электрического тока расположение кристаллов изменяется, и они начинают препятствовать прохождению света.

Достоинства и недостатки. Главное достоинство ЖК-моделей – малые габариты. ЖК монитор потребляет меньшую мощность. При работе с ЖК монитором нагрузка на глаза существенно меньше – сказывается ровная плоскость экрана и отсутствие мерцания. Яркость – однозначно выше (поставить мощную лампу проще, чем усилить электронный пучок).

Коэффициент отражения света от поверхности ЖК монитора в три и более раз меньше, чем от поверхности кинескопа с самым совершенным на сегодняшний момент антибликовым покрытием (Sony FD Trinitron, Mitsubishi Diamondtron NF). Соответственно, бликов на экране ЖК монитора в несколько раз меньше.

В жидкокристаллических мониторах каждый пиксель расположен в фиксированной матрице и включается или выключается отдельно, поэтому не возникает никаких проблем со сведением лучей, в отличие от ЭЛТ мониторов, где требуется безукоризненная работа электронных пушек. Как и мониторы на основе ЭЛТ, ЖК-дисплеи обычно имеют размер "зерна" 0.26-0.3 мм, хотя существуют модели и с меньшим "зерном". В силу особенностей технологии "зерно" на ЖК-дисплее выглядит гораздо четче.

Утверждение о том, что ЖК мониторы абсолютно не излучают, неверно. Переменные электромагнитные поля, которые создаются блоком питания и всей электрической схемой, ЖК монитор излучает так же, как и ЭЛТ. Однако ЖК монитор имеет нулевой постоянный потенциал дисплея, то есть не создает вокруг себя гораздо более вредного постоянного электростатического потенциала.

К безусловным плюсам относятся принципиальное отсутствие проблем с фокусировкой и сведением (ЖК-элементы стоят на том месте, где они должны быть), а также полное отсутствие мерцания экрана (свечение ЖК-элементов не надо поддерживать, они пропускают свет, а не создают его). Муар или подобные ему эффекты практически отсутствуют. Экран ЖК-дисплея абсолютно плоский.

Изображение на экране ЖК монитора не мерцает, при работе со статической картинкой (текст, таблицы и т. п.) перерисовывается не весь экран, как в случае с ЭЛТ монитором, а лишь те пиксели, которые изменяются.

Плазменные мониторы PDP.
Разработка плазменных мониторов (PDP, Plasma Display Panel), начатая еще в 1968 г., базировалась на применении плазменного эффекта, открытого в 1966 г. в Иллинойском университете.

Принцип действия плазменной панели основан на использовании эффекта свечения инертного газа под воздействием электричества (примерно так же работают неоновые лампы). Такая панель состоит из двух стеклянных пластин, между которыми есть небольшой промежуток (0,1 мм), заполненный смесью благородных газов. На каждой из пластин расположены электроды, при подаче напряжения на которые возникает электрический пробой газа в соответствующей ячейке. Этот пробой сопровождается излучением света. Достоинства и недостатки. К числу несомненных преимуществ технологии PDP относятся высокая яркость и контрастность изображения наряду с отсутствием мерцания. Частота обновления плазменных экранов в несколько раз больше, чем у конкурирующих с ними LCD-панелей. Главным и, пожалуй, единственным весомым недостатком существующих PDP-мониторов является их высокая цена.

LEP – монитор.

LEP (Light Emitting Polymer – светоизлучающие полимеры) – искусственные материалы, электропроводность разных представителей которых лежит в весьма широком диапазоне. Открыты светоизлучающие полимеры были в 1989 г. В 1990-х годах британская компания Cambridge Display Technology (CDT) разработала технологию применения светоизлучающих пластиков в устройствах воспроизведения визуальной информации – дисплеях. При помощи японской корпорации Seiko Epson в феврале 1998 г. появился первый в мире пластиковый монитор. Представленный дисплей был монохромным (но не черно-белым, а черно-желтым), имел разрешение 800x236 точек и площадь около 50 квадратных миллиметров при толщине всего в 2 миллиметра. Каждым пикселем дисплея управлял отдельный тонкопленочный транзистор (TFT), а светоизлучающий полимер наносился на коммутирующую матрицу в жидком виде по технологии, аналогичной стандартной струйной печати.

Достоинства и недостатки. Существует ряд причин, как чисто технических, так и коммерческих, которые делают LEP одним из главных кандидатов на роль основополагающих по технологии мониторов следующего поколения. В первую очередь это относительная простота применения тонкопленочных технологий при низких затратах и высокой надежности производства. LEP-мониторы работают при напряжении питания около 5 В и имеют очень малый вес, что позволяет использовать их в малогабаритных переносных устройствах (цифровых фотоаппаратах, видеокамерах, калькуляторах, мобильных телефонах, дисплеях ноутбуков), которые питаются от аккумуляторов и батарей.

Устройство LEP-монитора достаточно простое – слои полимера наносят прямо на TFT-матрицу и на прозрачную подложку.