Тема 1.2. Архитектура ПК
Занятие № 15 Мониторы. Их виды, основные характеристики, интерфейсы подключения
Дата проведения занятия – 08.10.2021г.
Дисциплина: Технологии создания и обработки цифровой мультимедийной информации
Группа: 2 «Мастер по обработке цифровой информации»
Тип занятия: Изучение нового материала
Цели занятия:
Обучающая:
- сформировать у студентов понятие о видах мониторов, их характеристиках и интерфейсах подключения;
Развивающая:
- развитие логического мышления, познавательного интереса студентов;
- развитие самостоятельности при изучении нового материала и выполнении заданий;
Воспитательная:
- способствовать воспитанию дисциплины и исполнительности, ответственному отношению к образовательному процессу.
Теоретические сведения
Компьютерные мониторы отличаются типом установленных в них экранов. Тип экрана определяет способ вывода изображения на дисплей, влияет на энергопотребление и безопасность для глаз.
ЭЛТ-МОНИТОРЫ
В этих мониторах используют электронно-лучевые трубки (кинескопы). Технология была запатентована в 1897 году, а в 1906 она помогла впервые вывести изображение на экран. Принцип работы:
1. Заднюю стенку экрана покрывают люминофором — веществом, начинающим светиться после попадания на него электронов.
2. Электроны формируют 3 пушки, установленные в вакуумной колбе, расположенной в основании дисплея.
3. Каждая пушка выстреливает определенным цветом: красным, зеленым, синим (RGB). Они проходят через теневую маску, которая не дает одному цвету засветить другой. Направление “выстрелов” корректируют магниты, установленные вокруг пушек.
4. Поскольку условный луч один, изображение формируется построчно сверху вниз и слева направо.
Достоинства технологии:
· Скорость отклика.
· Отсутствие битых пикселей.
· Высокое качество картинки под любым углом.
Недостатки:
· Габариты.
· Мерцание, вредное для глаз.
· Повышенное энергопотребление.
Сегодня такие мониторы не производятся.
ЖК-МОНИТОРЫ(LCD)
В основе этой технологии лежат жидкие кристаллы, открытые в 1888 году. Первые попытки с их помощью вывести изображение были приняты в 1960-ых, но получалось добиться только монохромной картины. В 1987 компания Sharp выпустила первый цветной экран с использованием LCD. Об особенностях работы:
1. Жидкокристаллические экраны состоят из нескольких слоев, основными из них являются 2 стекла (поляризаторы), между которыми нанесен слой жидких кристаллов.
2. В экране размещают люминесцентную лампу, свет от который с помощью световода равномерно распределяется по всей диагонали монитора и направляет лучи в сторону пользователя.
3. Свет проходит через первый становясь поляризованным.
4. Далее, свет проходит через слой жидких кристаллов, которые направляют его на второй поляризатор. Оттуда он попадает на цветной фильтр красного, зеленого или синего цвета, создавая соответствующее изображение для 1 пикселя.
Положение жидких кристаллов определяют транзисторы, ток на которые подает специальная микросхема — все это для каждого из миллионов пикселей на мониторе. Является основным видом мониторов, но с разными типами матриц.
Достоинства:
· Насыщенные цвета.
· Высокая энергоэффективность.
· Не подвержены выгоранию пикселей.
Недостатки:
· Ограниченный угол обзора, максимальная яркость.
· Из-за подсветки отображение черного цвета ненасыщенное.
· Качество изображения зависит от установленного контроллера кристаллов.
ПЛАЗМЕННЫЕ-МОНИТОРЫ(PDP)
Внешне, плазменные мониторы не отличаются от жидкокристаллических, но используют совершенно другую технологию воспроизведения картинки:
1. Основной модуль экрана состоит из двух стекол, наполненных пикселями.
2. Пиксели делятся на 3 субпикселя: красный, зеленый, синий. Все они заполнены газом, которые при подаче на него электрического тока запускают движение свободных электронов, образуя плазму.
3. Остывая, плазма возвращается в газообразное состояние. Вместе с ней это делают электроны, которые излишек полученной энергии преобразуют в ультрафиолетовые лучи.
4. Ультрафиолетовые лучи возбуждают субпиксели, на стенки которых нанесен специальный раствор. Из-за этого они начинают светиться, образуя изображение.
Достоинства:
· Широкие углы обзора.
· Отсутствует мерцание.
· Высокий уровень яркости и контрастности.
Недостатки:
· Дороговизна моделей.
Технология не получила широкого распространения из-за дороговизны производства.
LED-МОНИТОРЫ
Это прямое развитие ЖК-панелей, где вместо люминесцентных ламп используют светодиоды. Источники света могут располагать как по краям панели, так и по всей ее площади, избегая засветов.
Преимущества:
· Меньший вес, по сравнению с LCD.
· Высокий уровень глубины и контрастности цветов.
· Натуральное изображение, без “кислотных” оттенков.
Недостатки:
· Неравномерная подсветка при размещении светодиодов по краям панели.
OLED-МОНИТОРЫ
Технология кардинально отличается от конкурирующей ЖК/LED и имеет больше общего с плазменной панелью. Принцип работы следующий:
1. Органическую пленку на углеродной основе вставляют между двумя панелями, проводящими электрический ток.
2. При подаче электричества на пиксель, тот источает красное, зеленое или синее свечение.
Главное отличие от других технологий в том, что все пиксели излучают свет независимо друг от друга. Проблемы с такими панелями в неравномерной работе пикселей: один может оказаться ярче второго, третий темнее и подобное. Это заставляет производителей добавлять субпиксели или расставлять пиксели в особом порядке.
Преимущества:
· Высокая яркость.
· Минимальное энергопотребление.
· Насыщенный черный цвет — пиксели просто отключаются.
Недостатки:
· Выгорание пикселей спустя время.
· Высокий уровень вредной для глаз пульсации на низких уровнях яркости.
Технология производства OLED матрицы дорога, поэтому мониторов с ней практически нет.
QLED-МОНИТОРЫ
Это вариация ранее упомянутых LED-мониторов. Все отличие сводится к установке дополнительного слоя — представляет собой металлический нанофильтр на основе квантовых точек. Последние, поглощают излучение светодиодов и транслируют его с четко выверенной длиной волны, которую определяет размер точки, и цвета не смешиваются.
Как итог, пользователи получают более насыщенные и яркие цвета. Относительно названия — его придумала и запатентовала Samsung, хотя у LG есть аналог названный NanoCell.
Преимущества:
· Реалистичная цветопередача.
· Более насыщенные цвета, по сравнению со стандартными LCD и LED.
Недостатки:
· Неравномерная подсветка.
Из перечисленных видов мониторов самым популярным считаются ЖК-модели, получившие развитие с изменением типа подсветки (LCD LED) и добавлением нанофильтра (QLED). Самыми дорогим остаются OLED-варианты. Навсегда вышли из производства громоздкие ЭЛТ-мониторы.
Интерфейсы мониторов
Основные разъемы экранов для подключения к ПК:
1. VGA – аналоговый разъем. Стандарт появился в 1987-м, был создан компанией IBM. Разъем используется и поныне на некоторых видеокартах, компьютерных дисплеях, TV. Это 3-рядный 15-контактный DE-15 разъем. В новых девайсах обычно используется вместе с разъемами, представленными ниже.
2. DVI – цифровой видеоинтерфейс (есть здесь: VC239H). DVI-I разъем может передавать цифровые данные и VGA сигнал.
3. HDMI – мультимедийный интерфейс. Появился относительно недавно, в 2003 году. Чаще всего встречается в ЖК-дисплеях. Здесь используется метод цифровой передачи инфо. Есть передача аудиосигнала (в отличие от предыдущих вариантов).
4. DP (DisplayPort) – один из новейших интерфейсов. В продаже также есть девайсы с DP++, с помощью переходников к ним можно присоединить мониторы HDMI и DVI.