2.3 Пристрої виведення
2.3.1 Основні типи моніторів ( дисплеїв)
У XIX столітті у Франції виникла техніка живопису, яку назвали пуантилізм: малюнок складався з різнокольорових точок, що наносяться пензлем на полотно. Подібний принцип використовується і в комп'ютерах. Точки – пікселі на екрані комп'ютера збудовані в рівні ряди. Сукупність точкових рядків утворює графічну сітку, або растр (рис. 2.7).
Розмір графічної сітки представляється у формі добутку числа точок в горизонтальному рядку на число рядків: М х N. На сучасних моніторах використовуються наведені вище розміри графічної сітки.
Монітор це пристрій візуального представлення даних. Його основними параметрами є: розмір і крок маски екрана, максимальна частота регенерації зображення, клас захисту.
Рисунок 2.7 – Графічна сітка монітора
Звичайні комп'ютери оснащуються виключно растровими дисплеями, і тільки в найдорожчих і складних професійних графічних станціях знаходять застосування векторні дисплеї.
Спочатку найбільш росповсюдженими були дісплеї на електронно-променевій трубці – ЕПТ наступних основних типів: сферичні, циліндричні і малої кривизни.
Поряд з дисплеями на основі електронно-променевої трубки успішно розвиваються технології, засновані на інших фізичних процесах, які призвели до появи плоских дисплеїв.
Рідкокристалічна технологія (LCD). Найпоширенішими плоскими дисплеями є дисплеї на рідких кристалах Liquid Crystal Display (LCD) (рис. 2.8).
Рисунок 2.8 – Рідкокристалічний монітор
TN-дисплеї – це перші плоскі дисплеї (Passive TN-Display), які використовували в портативних комп'ютерах. Вони представляли собою дві скляні пластини з електродами, між якими знаходився шар рідких кристалів.
STN-дисплеї. Всі сучасні технології створення рідкокристалічних дисплеїв засновані на розділі молекул TN (Twisted Nematic) – елементів. У перших моделях застосовувалася пасивна TN-технологія. Якщо кут повороту TN-елементів збільшується до 240 градусів, то говорять про технології Super Twisted Nematic (STN). Ефект повороту TN елементів значно збільшує контрастність.
Іншим удосконаленням порівняно з TN-екранами стало збільшення кута зору. Але деякі недоліки, наприклад спотворення кольору і зникаючі сліди (треки) зображення, залишилися. Пасивні монохромні LCD, виготовлені за STN-технології, широко використовувалися в монохромних ноутбуках.
DSTM-дисплеї. З метою усунення колірних спотворень, в пасивних STN-дисплеях, розробники наклали два STN-шари один на другий. За допомогою електричного поля можна управляти одним з шарів таким чином, що TN-елементи в ньому не будуть повертатися. Цей шар називається активним. А в пасивному шарі, що лежить на ньому, TN-елементи, як і раніше, повертаються на 240 градусів. Через ці два шари дисплеї і отримали назву Double Super Twisted Nematic (DSTN). У першому шарі падаючий промінь світла заломлюється з відомим колірним зміщенням, яке коригує другий шар.
DSTN-дисплеї дозволяють представити на екрані 16,7 млн кольорів. Контрастність стала значно вище. Однак такі недоліки, як сліди і повільне формування зображення, залишилися. До того ж, якщо екран знаходиться не прямо перед користувачем, то не можна що-небудь побачити на ньому.
DSTN-панелі були першими кольоровими екранами для ноутбуків і досі використовуються в недорогих пристроях.
TFT-дисплеї. Швидке і більш якісне зображення на плоскому екрані розробниками було отримано на початку 90-х років за допомогою тонкоплівкових транзисторів Thin Film Transistor (TFT).
На відміну від традиційних методів під час використання тонкоплівкової технології шар рідких кристалів управляється мініатюрними транзисторами, причому кожен транзистор управляє тільки однією точкою, що різко зменшує час реакції і відповідно прискорює формування зображення.
В TFT-дисплеях використовується всього лише один (до того ж дуже тонкий) активний шар рідких кристалів, який не спотворює колір. Дві інших переваги – це помірне споживання струму і менша товщина TFT порівняно з DSTN-панеллю. Коефіцієнт контрастності збільшився на порядок, що дозволило отримувати на екрані чудові зображення. До того ж роздільна здатність у TFT-дисплеїв досягає (800 x 600) пікселів. Стандартом поки ще вважається роздільна здатність (640x480) пікселів.
Складні методи виготовлення і дороге виробництво привело до того, що ноутбуки з активними DSTM-дисплеями значно дорожчі, ніж портативні комп'ютери з DSTN-панелями.
Плазмові й плазмотронні технології. Монохромні плазмові дисплеї з'явилися в середині 80-х років минулого століття, але їх виробництво для комп'ютерів не розгорнулося, так як їх не вдалося зробити кольоровими. Тепер в сучасному плазмовому дисплеї (скорочено PDP) знаходиться суміш неону і аргону, яка починає світитися під час впливу на неї електричного поля. Кольори з'являються в результаті змішування випромінювань люмінофорів, що активізуються.
Перспективним напрямком є комбінування плазмової і рідкокристалічної технологій. У плазмотронних дисплеях Plasma Adressed Liquid Crystal (PALC) використовуються переваги тонкоплівкової технології. Рідкі кристали включаються і вимикаються за допомогою точно дозованого розряду газів.
Весь екран складається приблизно з 450 горизонтальних плазмових каналів. У результаті виходить проста конструкція, що дозволяє створювати великі і легкі екрани. У PALC-технології поєднуються дві переваги: дешеве виробництво і гарна якість зображення.