1.1. Видеотерминальные устройства.

Видеотерминальные устройства состоят из видеомонитора и видеоконтроллера .

Видиомонитор (дисплей) компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Монитор формируют изображение с помощью кинескопа (электронно-лучевой трубки) или с помощью жидкокристаллического дисплея.

Основной элемент дисплея — электронно-лучевая трубка (рис. 7.1.)

Рис. 7. 1. Схема электронно-лучевой трубки

Её передняя, обращенная к зрителю часть, с внутренней стороны покрыта люминофором — специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов.

При цветном изображении используются электронные пушки трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями (в различных пропорциях) можно представить любой цвет спектра. Принцип получения изображения следующий:

1. Луч, например, черно-белого изображения движется по экрану монитора слева на право и в зависимости от закодированного изображения зажигает свечение точки либо не зажигает его (луч гасится).

2. Справа на лево происходит возврат луча на новую строку в погашенном состоянии и поэтому его возврат для наблюдателя не виден.

3. Затем вновь повторяется движение луча слева на право и так до тех пор, пока не сформируется весь кадр.

4. После формирования одного кадра таким же образом происходит формирование последующих кадров всего изображения (Рис. 7.2)

Зерно изображения

Ход прямого луча

Экран монитора

Ход обратного луча

А

Пиксели

Память монитора

0

1

0

1

0

0

0

1

1

1

1

. и

. т

д

Каждой точке экрана соответствует своя ячейка памяти

Память знакогенератора

0	0	0	0	0	0	1

Каждому знаку экрана соответствует код ячеек памяти знакогенератора

Рис.7.2. Процесс формирования строк и кадра на экране монитора

При этом, если для черно-белого изображения достаточно 1 биту памяти соответствовать одной светящейся точке экрана монитора (0 – светлая точка, 1 - темная точка), то 15 бит памяти может обеспечить получение 32 768 цветов, а 24 бита памяти может обеспечить получение 16,7 миллиона цветов и оттенков. Текстовый режим обеспечивается кодом каждой буквы, который находится в памяти знакогенератора.

В электронно-лучевой трубке повторение строк происходит с частотой 70-80 кГц., а повторение кадра – с частотой 70-80 Гц. Поэтому важной характеристикой монитора являются частотные характеристики строчных и кадровые. Так как мониторы работают в текстовых и графических режимах, то другой важной характеристикой является их разрешающая способность, которая измеряется максимальным количеством пикселей, размещающихся по горизонтали и вертикали на экране монитора.

Пиксель (picture elements)– это элементарный мозаичный элемент, формируемый из отдельных изображений и надписей с различными размерами шрифтов и букв.

Стандартные значения разрешающей способности монитора находятся в пределах 640х480 пк., 800х600пк., 1600х1200пк. и др.

По четкости изображения монитор характеризуется размером зерна, которое находится в пределах 0,41 – 0,18 мм. При этом, чем больше размер зерна, тем хуже четкость изображения на экране монитора.

К другим характеристикам монитора относятся:

плоскость экрана монитора, низкий уровень радиоизлучения, защита от электростатический полей, энергосберегающий режим работы и т.д.

Кроме электронно-лучевых мониторов широко распространены и жидкокристаллические (ЖК) мониторы, выполненные на жидких кристаллах.

Жидкие кристаллы – это некоторые органические вещества, которые обладают текучестью и способностью образовывать пространственные структуры, подобные кристаллам. Они могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического поля и поэтому способны создавать свет с более, чем 15 миллионами оттенков (рис. 7.3.)

Жидкий кристал

Тонкая пленка

Стеклянные пластины

Вертикальные нити

Горизонтальные нити

Жидкие кристаллы

Экран монитора

Рис. 7.3. Структура построения ЖК монитора

В точке пересечения нитей находятся два заряда, которые и создают различные изображения, которые по краям размыты из-за воздействия других зарядов, расположенных в других точках пересечения нитей, что является недостатком этих мониторов.

Основное преимущество ЖК мониторов:

- отсутствие электромагнитного излучения;

- меньше электропотребление;

- меньше по объему и весу в 2-3 раза.

В мониторах любой конструкции формирование видеосигнала обеспечивают электронные схемы компьютера, которые называются видеоконтроллерамм. Видеоконтроллер получает от микропроцессора компьютера команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти - видеопамяти, и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор - видеосигнал.

На IBM PC-совместимых компьютерах видеоконтроллеры могут работать в различных режимах. Эти режимы бывают двух основных видов: текстовые и графические.

В графическом режиме работающая с монитором программа выводит изображение в виде прямоугольной сетки точек, цвет каждой из которых может задаваться отдельно. Таким образом, на экран можно выводить тексты, графики, рисунки и т.д. При выводе текста можно использовать различные шрифты, любые цвета, размеры и расположение букв. Большинство современных операционных систем и рассчитанные на них программы используют именно графический режим монитора. Однако работа в графическом режиме связана с обработкой очень больших объемов информации. Поэтому для того, чтобы она выполнялась с приемлемой скоростью, необходим достаточно мощный микропроцессор и высокопроизводительный видеоконтроллер.

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В их число входят буквы, цифры, знаки препинания и различные специальные символы. Для каждого знакоместа на экране работающая с экраном программа сообщает видеоконтроллеру всего два байта: байт с кодом символа и байт с кодом цвета символа и цвета фона. А видеоконтроллер по этим данным формирует изображение на экране. Текстовый режим работает быстро даже на самых медленных компьютерах, поскольку при его использовании для вывода изображения надо сообщить видеоконтроллеру в сотни и даже в тысячи раз меньше данных, чем в графических режимах.

Характеристики наиболее часто используемых режимов работы видеоконтроллеров (видеостандарты) приведены в таблице 7. 1.

Таблица 7. 1. Характеристики видеостандартов

	Цвет/моно	Текстовые режимы	Графические режимы
MDA	Моно	80х25, 2 цвета	-
CGA	Цветной	80х25, 16 цветов	640х200, 2 цвета; 320х200, 4 цвета
EGA	Цветной	80х25 и 80х43, 16 цветов	640х350, 16 цветов + режимы CGA
VGA	Цветной	80х25 и 80х50, 16 цветов	640х480, 16 цветов; 320х200, 256 цветов + режимы CGA и EGA

Разновидность ЖК монитора — сенсорный экран. Здесь общение с компьютером осуществляется путём прикосновения пальцем к определённому месту чувствительного экрана. Этим выбирается необходимый режим из меню, показанного на экране монитора.