Некоторые разработки ведущих фирм

Основные технические характеристики мониторов

Устройства визуального отображения

Превосходства мониторов CRT над LCD

· LCD-дисплеи оптимизированы для работы только с одним разрешением. Например, для 15-дюймового монитора оптимальное разрешение - 1024 x 768 точек. Если в вашей работе требуется перенастройка монитора на различные разрешения, что актуально в CAD-приложениях, то такой дисплей не может считаться оптимальным решением.

· LCD-дисплеи плохо переносят экстремальные температуры. При температуре ниже -32° они кристаллизуются и разрушаются, а при высоких температурах изображение расплывается.

· LCD-панели имеют ограниченный угол обзора.

· LCD-мониторы менее пригодны для передачи непрерывного видеоизображения.

· LCD-мониторы пока имеют более высокие цены.

· LCD-мониторы имеют большую склонность к дрожанию, чем CRT-дисплеи.

· Изготовление LCD-мониторов с диагональю более 21 дюйма экономически невыгодно; их будут производить по другим технологиям.

Хотя CRT-мониторы не могут конкурировать по размерам с LCD-мониторами, они не собираются уходить со сцены. В перспективе они будут занимать все меньше места на рабочем месте за счет укорачивания электронных пушек и увеличения угла отклонения лучей.

Современные устройства на ЭЛТ снабжены микропроцессором и буферной памятью. Главная ЭВМ загружает информацию, представляющую изображение, в буферную память, а затем микропроцессор просматривает память и воспроизводит изображение с частотой, необходимой для обеспечения зрительного восприятия. Если устройство визуального отображения не связано с ЭВМ (работает автономно), то для записи в буферную память используются любые доступные средства ввода. Содержимое буферной памяти представляет собой команды для микропроцессора.

Обычно микропроцессор подвергает содержимое буферной памяти ряду преобразований и поэтому главная ЭВМ (или пользователь, работающий на автономных системах) не должна "заботиться" о деталях процесса получения отображения и может использовать для создания файла воспроизведения визуального отображения команды "более высокого уровня". Устройства, предназначенные для получения копий изображений, также могут располагать определенной вычислительной мощностью, которая, однако, обычно намного меньше, чем у устройств на ЭЛТ.

Тип ЭЛТ. Различают трубки четырех основных типов: сферические (чаще всего встречаются в недорогих 14-дюймовых мониторах), прямоугольные с почти плоским экраном (ими оборудованы практически все современные модели с диагональю 15-21 дюйм), трубки типа Trinitron (DiamondTron, SonicTron) и полностью плоская трубка PanaFlat фирмы Panasonic. Отличие трубок Trinitron заключается в том, что их экран представляет собой сегмент цилиндра, тогда как экраны других типов являются сегментами сферы.

Шаг точек/полосок (dot/stripe pitch). Каждый светящийся элемент экрана формируется тремя точками люминофора - красного, зеленого и синего свечения. Расстояние между центрами этих мельчайших элементов называется шагом точек (или шагом полосок для трубок с апертурной решеткой). У современных мониторов шаг точек, как правило, не превышает 0,28 мм, хотя в моделях с диагональю 20-21 дюйм он может быть и больше, так как в этом случае повышенная зернистость изображения не так заметна из-за большой площади экрана.

Тип теневой маски (shadow mask/aperture grille). Теневая маска - это своего рода фильтрующее "сито", расположенное на пути электронов перед люминофором и обеспечивающее точное попадание электронов в нужные точки люминофора. Большинство мониторов оснащено теневыми масками двух типов - дельтовидными масками, представляющими собой перфорированные решетки с треугольным расположением отверстий, и апертурными решетками (щелевыми масками), состоящими из тонких вертикально натянутых металлических нитей, стабилизируемых одной или двумя более толстыми горизонтальными нитями.

Больше распространены кинескопы с дельтовидными масками. Подвергаясь электронной "бомбардировке", маска нагревается и от этого расширяется, что ведет к ухудшению фокусировки изображения. Во избежание подобных термических деформаций большинство современных дельтовидных масок изготавливаются из инвара (от invariabilis (лат.) - неизменный) - специального сплава, обладающего малым коэффициентом температурного расширения, в состав которого входят железо и никель. Апертурные решетки используются только в трубках типа Trinitron.

Кадровая частота (vertical refresh rate). С помощью фокусирующей и отклоняющей систем тонкий электронный луч "пробегает" построчно по экрану из верхнего левого угла в правый нижний. Число "пробегов" луча в единицу времени называется кадровой частотой монитора, или частотой регенерации. Так, кадровая частота в 60 Гц означает 60 перерисовок экрана в секунду. Нужно отметить, что при частоте кадров менее 70 Гц человеческий глаз, как правило, замечает некоторое мерцание экрана; в таком режиме с монитором можно работать не более часа в день, иначе это может отрицательно сказаться на зрении и привести к возникновению головных болей.

Существует два режима работы монитора. Режим с чересстрочным (interlaced) сканированием экрана (при этом кадровая частота обычно составляет 87 Гц). В таких режимах электронный луч рисует изображение за два прохода, т. е. сначала воздействию электронного потока подвергаются только все нечетные строки, а затем - все четные. Чересстрочная развертка чрезвычайно вредна для глаз. Все современные мониторы даже при максимальном разрешении имеют построчную (non-interlaced, NI) кадровую развертку.

Строчная частота (horizontal refresh rate). Эта характеристика определяет скорость перемещения луча вдоль строки. От строчной частоты зависит разрешение по вертикали при фиксированной кадровой частоте. Разумеется, чем более высокую строчную частоту поддерживает монитор, тем качественнее изображение.

Ширина полосы пропускания видеосигнала (bandwidth). Данная характеристика определяет максимальное количество элементов изображения, которые могут быть выведены в строке. Чем шире полоса пропускания, тем больше четкость изображения. Ширина полосы пропускания рассчитывается по формуле: W = Н х V x F,
где V - максимальное разрешение по вертикали, H - максимальное разрешение по горизонтали, F - кадровая частота, на которой способен работать монитор при максимальном разрешении (например, в режиме 1024х768 точек при частоте регенерации 60 Гц ширина полосы пропускания составит 47 МГц).

Динамическая фокусировка (dynamic focus). Расстояние, которое необходимо преодолеть электрону до центра экрана, несколько меньше, чем расстояние до краев или углов. Вследствие этого по краям экрана пиксел искажается, принимая эллипсоидную форму и увеличиваясь в размерах. Для поддержания одинакового размера электронного пятна по всему полю кинескопа применяется динамическая фокусировка, которая достигается изменением ускоряющего или фокусирующего напряжений системы пушек кинескопа по параболическому закону в соответствии с перемещением электронного луча от центра к краям экрана. Мониторы, соответствующие европейскому стандарту ISO 9241-3, практически не имеют искажений по краям экрана.

Антибликовое покрытие (anti-glare coating). Такое покрытие уменьшает отражение внешнего света от стеклянной поверхности экрана. Различают несколько типов покрытия: например, специальная, рассеивающая световой поток, гравировка экрана (etching); более эффективное кремниевое покрытие (silica coating), часто применяемое в стеклянных фильтрах; особые виды устанавливаемых на кинескоп антибликовых панелей (AR panel). Следует, однако, отметить, что первые два способа уменьшения отражающей способности экрана несколько снижают контрастность и ухудшают цветопередачу, поэтому мониторы с блестящими экранами обычно передают цвета ярче.

Атистатическое покрытие (antistatic coating). Это покрытие препятствует возникновению на поверхности экрана электростатического заряда, притягивающего пыль и неблагоприятно влияющего на здоровье пользователя.

NEC. Эта компания сама производит ЭЛТ, в 1996 г. она объявила о новом типе теневой маски, названной CromaClear, в которой используются активные элементы эллиптической формы (в обычной теневой маске отверстия круглые). Такая технология повышает световую отдачу за счет охвата большего участка поверхности люминофора, а также она устойчивее к вибрациям, что особенно важно в мультимедийных мониторах из-за воздействия динамиков. Samsung. Технология Ultra Clear Coating подразумевает специальное напыление из двуокиси кремния на внешней стороне кинескопа, повышающее контрастность изображения.

Sony. Применяемый во всех моделях кинескоп Trinitron собственного производства имеет сверхплоский экран с апертурной решеткой из вертикальных металлических нитей, шаг полосок которой составляет 0,25 мм. Все мониторы Sony имеют очень большую видимую часть экрана. Вместе с тем на экране включенного монитора Sony при внимательном рассмотрении можно заметить тонкую горизонтальную полоску, а в 17- и 20-дюймовых моделях – две таких полоски. Это стабилизирующие апертурную решетку нити, а их видимость – результат технологии.

История развития видеокарт: от древнейших времен до нового времени

На первый взгляд, компьютерный рынок подчинен строго определенным правилам, законы рынка четкие и незыблемые. Однако это не так. Как правило, достигает успеха не тот, у кого самое удачное решение, а тот, кому больше повезет. Оказывается, что разработать быстрый и качественный продукт еще недостаточно для завоевания рынка. Вспомним поучительную историю таких монстров индустрии видеокарт, как nVidia, ATI, 3dfx, а также S3 вместе с Matrox.

Особое внимание уделим первым трем, так как каждая компания именно из этой троицы в разное время определяла направление развития всей индустрии видеокарт (развитие видеокарт). Сегодня разница между словами видеокарта и видеоакселератор нивелировалась, и эти слова стали синонимами. Так было не всегда. Давайте вернемся на десяток лет назад и посмотрим на видеоиндустрию того времени. В начале прошлого десятилетия 3D-отображение (3d графика) информации присутствовало лишь в специальных лабораториях по моделированию различных процессов или у крупных компаний, обладающих громадными вычислительными машинами. Моделирование трехмерных объектов (3d моделирование) применялось для визуализации новых продуктов (например, в автомобильной промышленности) или для научных исследований. Игрушки того времени о трехмерном пространстве могли только лишь догадываться. Слово акселератор (от англ. "ускоритель") применительно к видеокартам появилось лишь с выходом чипа VooDoo Graphics компании 3dfx. С этого момента и начнем нашу историю.