Монитор. Монитор (дисплей) – устройство визуализации текстовой или графической информации без ее долговременной фиксации

Монитор (дисплей) – устройство визуализации текстовой или графической информации без ее долговременной фиксации. По типу отображаемой информации мониторы делят на алфавитно-цифровые (в настоящее время не используются) и графические. По способу формирования изображения графические дисплеи делят на векторные (не используются в ПК) и растровые. В векторном дисплее изображение строится из элементарных отрезков векторов (в случае ЭЛТ – электронный луч непрерывно "вырисовывает" контур изображения, собирая его из этих векторов). В растровых дисплеях изображение получают с помощью матрицы точек (в случае ЭЛТ – электронные лучи пробегают по строкам экрана, подсвечивая требуемые точки своим цветом). Наиболее широкое распространение получили мониторы на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) и на основе жидких кристаллов (ЖК).

Очевидно, наиболее важными параметрами для монитора являются: частота кадровой развертки, частота строчной развертки и полоса пропускания видеосигнала.

Работа ЖК-мониторов основана на свойстве некоторых веществ проявлять анизотропию в текучем ("жидком") состоянии. Первый ЖК-монитор был продемонстрирован американской фирмой RCA в 1966 году. Для изготовления ЖК-мониторов используют так называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. В отсутствии электрического поля молекулы этого вещества образуют скрученные спирали (обычно 90º). В результате такой ориентации молекул плоскость поляризации проходящего света поворачивается. Если же к прозрачным электродам приложено напряжение, спираль молекул распрямляется (они ориентируются вдоль поля), при этом поворота плоскости поляризации проходящего света не происходит. Используя подходящим образом ориентированный пленочный поляризатор, можно добиться, чтобы в первом случае ЖК-элемент пропускал проходящий свет, а во втором - нет.

Таким образом, каждая точка изображения на ЖК-мониторе представляет из себя соответствующий TSTN2) – элемент, а весь экран – матрицу этих элементов. Для адресации ЖК-элементов можно использовать два метода: прямой (пассивный) и косвенный (активный). При прямой адресации элементов каждая выбираемая точка изображения активируется подачей напряжения на соответствующий проводник-электрод для строки (общий для целой строки) и на проводник-электрод для столбца (общий для всего столбца). Матрицы с пассивным управлением ("пассивные матрицы") имеют недостаточный контраст изображения, т.к. электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распространения тока. Эта проблема решается при использовании так называемых активных матриц, когда каждой точкой изображения управляет свой независимый электронный переключатель (как правило, TFT3)).

При применении активных матриц большое значение имеют такие параметры, как малое время отклика (типичное значение – 10-25 мкс) и большой угол зрения (75º-120º).

3D стерео мониторы и 3D дисплеи используются для различных задач и выполнены по различным оптическим схемам.

1. Стереоскопические. Воспроизводят два ракурса объемной сцены, один из которых предназначен для левого, а другой – для правого глаза.

ПРИНЦИП: Разделение объема воспроизведения на две части условной вертикальной плоскостью, перпендикулярной плоскости экрана и проходящей через его центр. Слева от плоскости наблюдается изображение для левого глаза, справа – для правого.

Очевидно, что для наблюдения стереоизображения человек должен располагать голову так, чтобы каждый глаз находился в "своем" пространстве, а это несколько утомительно. "Однопользовательскую" конфигурацию легко дополнить автоматикой, которая поворачивает разделительную плоскость вслед за движением головы пользователя (tracking).

ПЛЮСЫ: относительная простота изготовления, есть серийно выпускаемые модели; невысокая себестоимость, возможно снижение цены в обозримом будущем; реально достижимая скорость потока данных (двукратное увеличение от моно); наличие контента, драйверов, программ.

МИНУСЫ: невозможность "оглядывания" и динамического параллакса; очень ограниченная зона стереоэффекта; наличие зон "неправильного" псевдоскопического эффекта; вдвое меньшее горизонтальное разрешение в стереорежиме

2. Мультивидовые. Воспроизводят несколько последовательных ракурсов объемной сцены, любые два из которых составляют стереопару.

ПРИНЦИП: Мультивидовые 3D дисплеи воспроизводят объемное изображение в виде нескольких последовательных ракурсов объемной сцены, любые два из которых составляют стереопару.

ПЛЮСЫ: широкая зона стереоэффекта; большая глубина объема воспроизведения; возможность "оглядывания" и динамического параллакса; наличие контента (потенциально); возможность отображения непрозрачных объектов, т.е., потенциально, реалистичная графика и видео

МИНУСЫ: техническая сложность и себестоимость быстро возрастают с увеличением числа воспроизводимых ракурсов; небольшой угол обзора (от 24 до 50 градусов против 160 и более у обычных мониторов); требуется большая скорость потока данных (кратное числу ракурсов увеличение от моно) или существенный объем вычислений для кодирования и декодирования данных; отсутствует программное обеспечение.

3. Голографические. Воспроизводят непрерывное световое поле, соответствующее световому полю реальной 3D сцены.

ПРИНЦИП: Разделение объема воспроизведения множеством условных вертикальных плоскостей, проходящих через центр экрана. В каждой части разбитого плоскостями пространства наблюдается свой вид (ракурс) объемной сцены.

ПЛЮСЫ: самое реалистичное 3D изображение, обладающее всеми оптическими свойствами отображаемого реального объекта.

МИНУСЫ: техническая сложность на пределе современных возможностей аппаратуры, вычислительных мощностей хватает только для статических изображений.

4. Волюметрические. Воспроизводят изображение в виде набора точек (вокселей) или векторов, физически разнесенных в ограниченном рабочем пространстве дисплея (объеме воспроизведения).

ПРИНЦИП: воспроизведение объемного изображения в виде вокселов или векторов, реально разнесенных в рабочем объеме дисплея (объеме воспроизведения), четко ограниченном его конструкцией.

ПЛЮСЫ: Истинно объемное изображение, обеспечивающее естественную связь между конвергенцией и аккомодацией, динамический параллакс и другие пространственные эффекты. Большой угол обзора, вплоть до 360 градусов по горизонтали и 270 градусов по вертикали

МИНУСЫ: невозможность отображения непрозрачных объектов, нельзя отобразить реалистичную графику и видео; объем воспроизведения закрыт физически, невозможно совмещение с реальными объектами; требуется очень большая скорость потока данных; очень высокая стоимость, от многих десятков но нескольких сотен тысяч долларов.