5. Эргономичность.

Как уже говорилось, эргономика – это комплекс мероприятий, направленных на создание среды, удобной для человека. Многолетняя работа за неудобным устройством может привести к профессиональным заболеваниям. Также как и клавиатура, конструкции мониторов должны быть эргономичны. Но основные требования к эргономичности касаются удобства для зрения.

Жидкокристаллические мониторы

ЖК мониторы сейчас наиболее популярны, они вытеснили из широкого употребления электронно-лучевые (ЭЛ) мониторы. Последние предпочтительнее использовать лишь для некоторых специальных целей.

Экран ЖК мониторов состоит из матрицы ячеек, наполненных жидкокристаллическим материалом (это жидкость специального состава) и подключенных к электродам. Жидкие кристаллы под действием напряжения образуют регулярную структуру и приобретают прозрачность. При увеличении напряжения прозрачность плавно изменяется.

Сами жидкие кристаллы не светятся, подсветка располагается за ними. Обычно используют несколько ламп для равномерного освещения экрана. Встречаются мониторы с подсветкой каждого пикселя своим светодиодом. У них выше качество,но выше и стоимость.

В ЖК мониторах присутствуют три вида расположенных рядом ячеек синего, зеленого и красного цвета. Монитор обеспечивает хорошее качество изображения только при разрешении, равном размерам этой группы (native) или большим в целое число раз. При переходе на другие разрешения качество резко ухудшается, изображение становится размытым.

Жидкокристаллические мониторы обладают несколькими очень важными достоинствами, они:

• имеют существенно меньшие размеры, что очень важно на рабочем месте;

• потребляют немного энергии, примерно на порядок меньше, чем электроннолучевые;

• не имеют вредных для здоровья излучений;

• позволяют создать большой экран, высотой более метра.

Другие достоинства:

• отличаются четким изображением при оптимальном разрешении;

• качество изображения одинаково для любой области экрана (у ЭЛ мониторов по краям возможны искривления).

Вместе с тем, ЖК мониторы обладают рядом принципиальных, генетических недостатков, которые заложены в самом принципе их действия.

• Яркость мониторов сравнительно невелика, поскольку свет проходит через полупрозрачную пленку.

• Х орошее качество изображения обеспечивается, только если зритель располагается прямо перед экраном. При отклонении угла обзора от перпендикуляра качество снижается, тем больше, чем больше угол обзора. Почему это происходит, понятно из рисунка 8. Начиная с некоторого угла, ячейки экрана перестают просматриваться на всю глубину.

• ЖК мониторы обладают большей инерционность, чем ЭЛ, это важно в динамичных играх. При малой инерционности движущийся объект оставляет за собой след.

• Сравнительно большой размер пикселя: 0,3 мм и более.

• Выжигание (порча) отдельных пикселей. Из-за сложной технологии в матрице бывает несколько неисправных пикселей, цвет которых никогда не меняется. Это не считается браком.

Но достоинства ЖК мониторов столь велики, что компании-производители не жалеют средств на преодоление указанных недостатков, и добиваются на этом пути успехов. Внедряется множество новых изобретений, а технология изготовления постоянно усложняется.

Электроннолучевые мониторы

Принцип действия.

Внутренняя поверхность экрана электроннолучевого монитора покрыта слоем люминофора, который светится при попадании на него потока электронов, создаваемого внутри телевизионной трубки в трех катодных пушках. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, каждый тип светится своим светом: красным, зеленым или синим.

Достоинства ЭЛ мониторов.

1. Высокие яркость и контрастность, низкая инерционность. В отличие от ЖК мониторов, приемлемые значения этих параметров достигаются сравнительно легко, не надо прилагать особых усилий.

2. Набор экранных разрешений. В ЭЛ всегда имеется набор стандартных разрешений, например: 800х600, 1024х768, 1280х1024, 2048х1536 точек и так далее. К тому же имеется и ряд промежуточных разрешений, например: 1280х768, 1280х800, 1280х920, 1280х1024. При разных разрешениях объекты могут изменять свою геометрию, но качество картинки везде одинаково. Пользователь может задать наиболее удобные для себя размеры, скажем, пиктограмм ОС Windows.

Максимальное разрешение, которое может поддерживать данный монитор – это один из показателей его класса.

Меньший размер пикселя.

Если посмотреть через увеличительное стекло на экран ЭЛ монитора, то там тоже можно увидеть точки красного, зеленого, синего цвета. Но они создаются не так, как в мониторах ЖК. Чтобы на экране лучи сходились строго в одну точку, и изображение было четким, перед люминофором ставят маску – панель с регулярно расположенными отвер­стиями.

Чем меньше шаг между отверстиями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение. Шаг маски измеряют в долях миллиметра. Современные мониторы имеют шаг маски 0,17 мм и выше. Это больше, чем размер пикселя ЖК мониторов, но намного меньше, чем требуется для создания комфортного для зрения изображения.

Интересным изобретением являются мониторы с апертурной решеткой. У них создано такое рассеивание света, при котором одноцветных красных, зеленых, синих точек на экране нет. Отдельные точки приобретают разнообразные цвета, совпадающие с окраской данной области изображения. Но часто за мониторы с апертурной решеткой выдают нечто другое.

Недостатки ЭЛ мониторов.

Как уже говорилось, по сравнению с ЖК, электроннолучевые мониторы обладают существенно большими габаритами и потреблением энергии, ограниченным размером экрана.

Все электроннолучевые мониторы (как и телевизоры) являются источниками рентгеновского излучения. Излучение не очень сильное и на расстоянии в несколько метров оно пренебрежимо мало. Но постоянное, многочасовое нахождение вблизи от монитора вредно для здоровья.

Спереди экран монитора имеет толщину примерно 1 см, в состав стекла входит поглощающий излучение свинец. Здесь уровень излучения укладывается в строгие безопасные нормы, установленные в ЕЭС. Но с задней стороны, где защита слабее, уровень излучения превосходит безопасные нормы. Поэтому если где-то рабочее место находится вблизи задней стенки монитора, то это грубое нарушение техники безопасности и вредно для здоровья.

Регенерации (обновления) изображения.

Для создания изображения три цветных луча проходят через все точки экрана слева направо и сверху вниз, в том же порядке, как мы читаем книгу. Это движение совершается очень быстро: за одну секунду совершается 50-100 полных проходов экрана.

Мерой движения луча по экрану служит частота регенерации (обновления) изображения. Она показывает, сколько раз в тече­ние секунды монитор может полностью сменить картинку (поэтому ее также называют частотой кадров). Частотарегенерации измеряется в герцах (Гц). Как уже говорилось, 1 герц равен одной операции в секунду.

Чем частота выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно непрерывно работать с компьютером. При частоте регенерации:

• 60 Гц – мерцание изображения заметно глазом, это недопустимое значение;

• 75 Гц – мерцание не заметно, это допустимый минимум;

• 85 Гц – считается нормативным;

• 100 Гц – определяется как комфортное.

Плазменные панели.

Здесь каждый пиксель – это отдельная газоразрядная лампа, то есть стеклянная емкость с газом и подведенными электродами. Технически невозможно сделать лампу, равную по размерам пикселям электроннолучевых и жидкокристаллических мониторов.

Достоинства: хорошие яркость и качество картинки, плоский экран, возможность создания большого экрана – до нескольких метров, нет вредных излучений, широкий угол обзора.

Недостатки:

• Очень большой размер пикселя (0,8 мм, что соответствует 30 dpi).

• Любое разрешение сделать нельзя, разрешение определяется размером лампочки.

• Большое энергопотребление.

Плазменные панели используются для мультимедийных презентаций в рекламно-информационных целях, для просмотра видео.

Светодиодные панели.

С появлением светодиодных панелей область применения плазменных экранов уменьшилась. Практически все крупные экраны, как наружные, так и внутри помещений, сейчас собираются из светодиодных панелей.

Светодиоды обладают:

• значительно меньшим энергопотреблением при сохранении высокой яркости;

• в десятки раз большим сроком службы.

Уличные светодиодные панели обладают очень высоким расстоянием между пикселями: 10-30 мм, их яркость в 7-8 раз превосходит яркость компьютерного монитора. Панели для использования в помещении имеют примерно в 2 раза меньшую яркость и межпиксельное расстояние порядка 2-5 мм (что намного превышает разрешение плазменных панелей).

Пиксели светодиодных панелей представляют собой отлично видные вблизи наборы из трёх лампочек: красной, синей, зеленой. То есть, применение светодиодной техники возможно только для крупных экранов, находящихся на большом расстоянии от зрителей.

Электронная бумага.

Электронная бумага или электронные чернила – технология, разработанная давно, еще в 70-х годах для имитации обычных чернил на бумаге. Современный способ формирования изображения приведен на рисунке 9.

Пиксели представляют собой прозрачные шарики с разноцветными, разноименно заряженными пигментами. При подаче на электроды пикселей различного напряжения наверху оказывается либо черный, либо белый пигмент. Соответственно пользователь видит черные буквы на белом фоне. Реализованы и цветные варианты.

Д остоинства.

• Изображение видно так же, как и на обычной бумаге, в отраженном свете. Вредное воздействие на зрение минимально, как от обычной книги.

• Дисплеи с электронными чернилами легкие, надежные, с широким углом обзора. Размер и вес – как у небольшой книги. В один дисплей можно заложить множество книг, в зависимости от памяти.

• Небольшое энергопотребление, непрерывное время работы аккумулятора измеряется днями и неделями.

Недостатки.

• Высокая цена: стоимость 6-дюймового черно-белого дисплея примерно такая же, как у 17-дюймового ЖК-монитора.

• Большая инерционность: смена кадра занимает от нескольких секунд до полминуты, в зависимости от сложности изображения.

Электронная бумага/чернила всегда считалось перспективным направлением, но его широкое распространение до сих пор сдерживается указанными недостатками. Основное применение – книги и газеты, причем со звуковым сопровождением. Но также используется в детских игрушках, в банковской деятельности, недавно созданы электронные плакаты.