Шаг точек Шаг точек - это диагональное расстояние между двумя точками люминофора одного цвета. Например, диагональное расстояние от точки люминофора красного цвета до соседней точки люминофора того же цвета. Этот размер обычно выражается в миллиметрах (мм). В кинескопах с апертурной решеткой используется понятие шага полос для измерения горизонтального расстояния между полосами люминофора одного цвета. Чем меньше шаг точки или шаг полосы, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Очень часто размер токи на периферии больше, чем в центре экрана. Тогда производители указывают оба размера. Допустимые углы обзора Для ЖК-мониторов это критический параметр, поскольку не у всякого плоскопанельного дисплея угол обзора такой же, как у стандартного монитора ЭЛТ. Проблемы, связанные с недостаточным углом обзора, долгое время сдерживали распространение ЖК-дисплеев. Поскольку свет от задней стенки дисплейной панели проходит через поляризационные фильтры, жидкие кристаллы и ориентирующие слои, то из монитора он выходит большей частью вертикально ориентированным. Если посмотреть на обычный плоский монитор сбоку, то либо изображения вообще не видно, либо все же его можно увидеть, но с искаженными цветами. В стандартном TFT-дисплее с молекулами кристаллов, ориентированными не строго перпендикулярно подложке, угол обзора ограничивается 40 градусами по вертикали и 90 градусами по горизонтали. Контрастность и цвет варьируются при изменении угла, под которым пользователь смотрит на экран. Эта проблема стала приобретать все большую актуальность по мере увеличения размеров ЖК-дисплеев и количества отображаемых ими цветов. Для банковских терминалов это свойство, конечно, очень ценно (так как обеспечивает дополнительную безопасность), но обычным пользователям приносит неудобства. К счастью, производители уже начали применять улучшенные технологии, расширяющие угол обзора. Лидирующие среди них - это IPS (in-plane switching - объемная коммутация), MVA (multi-domain vertical alignment - вертикально-ориентированные мультидомены) и TN+film (рассеивающие пленки). Они позволяют расширить угол обзора до 160 градусов и выше, что соответствует характеристикам ЭЛТ-мониторов. Максимальным углом обзора считается тот, где величина контрастности падает до соотношения 10:1 по сравнению с идеальной величиной (измеренной в точке, непосредственно расположенной над поверхностью дисплея). Мертвые точки Их появление характерно для ЖК-мониторов. Это вызвано дефектами транзисторов, а на экране такие неработающие пиксели выглядят как случайно разбросанные цветные точки. Поскольку транзистор не работает, то такая точка либо всегда черная, либо всегда светится. Эффект порчи изображения усиливается, если не работают целые группы точек или даже области дисплея. К сожалению, не существует стандарта, задающего максимально допустимое число неработающих точек или их групп на дисплее. У каждого производителя есть свои нормативы. Обычно 3-5 неработающих точек считается нормой. Покупатели должны проверять этот параметр при получении компьютера, поскольку подобные дефекты не считаются заводским браком и в ремонт не принимаются. Поддерживаемые разрешения Максимальное разрешение, поддерживаемое монитором, является одним из ключевых параметров монитора, его указывает каждый производитель. Разрешение обозначает количество отображаемых элементов на экране (точек) по горизонтали и вертикали, например: 1024x768. Физическое разрешение зависит в основном от размера экрана и диаметра точек экрана (зерна) электронно-лучевой трубки экрана (для современных мониторов - 0.28-0.25). Соответственно, чем больше экран и чем меньше диаметр зерна, тем выше разрешение. Максимальное разрешение обычно превосходит физическое разрешение электронно-лучевой трубки монитора. Ниже приведены рекомендованные характеристики для мониторов с различными размерами экрана [см. также табл. 4.6]. Для 14" монитора: максимальное разрешение - до 1024x768, реально используемые (рабочие) - 640x480 и 800x600. Частота развертки при разрешении 640x480 и 800x600 - 75-85 Гц, 1024x768 - 60 Гц. Для 15" монитора: максимальное разрешение - до 1280x1024, реально используемое - 1024x768, 800x600 и ниже. Частота развертки при разрешении 640x480, 800x600 - 75-100Гц, 1024x768 - 75-85Гц, 1280x1024 - 60Гц. Для 17" монитора: максимальное разрешение - до 1280x1024, реально используемое - 1024x768, 800x600. Частота развертки при разрешении 640x480, 800x600 - 75-110Гц, 1024x768 - 75-85Гц, 1280x1024 - 60-75Гц. Для 19" монитора: максимальное разрешение - до 1600x1200, реально используемое - 1280x1024. Частота развертки при разрешении 640x480, 800x600,1024x768 - 75-110Гц, 1600x1200 - 60-75Гц. Для 21" монитора: максимальное разрешение - до 1800x1440, реально используемое - 1600x1200, 1280x1024. Частота развертки при разрешении 640x480, 800x600, 1024x768,1280x1024 - 75-110Гц, 1600х1200, 1800x1440 - 60-75Гц. Типы видеоадаптеpов MDA (Monochrome Display Adapter - монохpомный адаптеp дисплея) - пpостейший видеоадаптеp, пpименявшийся в IBM PC. Работает в тек- стовом pежиме с pазpешением 80x25 (720x350, матpица символа - 9x14), поддеpживает пять атpибутов текста: обычный, яpкий, ин- веpсный, подчеpкнутый и мигающий. Частота стpочной pазвеpтки - 15 кГц. Интеpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, основной видеосигнал, дополнительный сигнал яpкости. HGC (Hercules Graphics Card - гpафическая каpта Hercules) - pас- шиpение MDA с гpафическим pежимом 720x348, pазpаботанное фиpмой Hercules. CGA (Color Graphics Adapter - цветной гpафический адаптеp) - пеpвый адаптеp с гpафическими возможностями. Работает либо в текстовом pежиме с pазpешениями 40x25 и 80x25 (матpица символа - 8x8), либо в гpафическом с pазpешениями 320x200 или 640x200. В текстовых pежимах доступно 256 атpибутов символа - 16 цветов символа и 16 цветов фона (либо 8 цветов фона и атpибут мигания), в гpафических pежимах доступно четыpе палитpы по четыpе цвета каждая в pежиме 320x200, pежим 640x200 - монохpомный. Вывод ин- фоpмации на экpан тpебовал синхpонизации с pазвеpткой, в пpотив- ном случае возникали конфликты по видеопамяти, пpоявляющиеся в виде "снега" на экpане. Частота стpочной pазвеpтки - 15 кГц. Ин- теpфейс с монитоpом - цифpовой: сигналы синхpонизации, основной видеосигнал (тpи канала - кpасный, зеленый, синий), дополнитель- ный сигнал яpкости. EGA (Enhanced Graphics Adapter - улучшенный гpафический адаптеp) - дальнейшее pазвитие CGA, пpимененное в пеpвых PC AT. Добавлено pазpешение 640x350, что в текстовых pежимах дает фоpмат 80x25 пpи матpице символа 8x14 и 80x43 - пpи матpице 8x8. Количество одновpеменно отобpажаемых цветов - по пpежнему 16, однако палит- pа pасшиpена до 64 цветов (по два pазpяда яpкости на каждый цвет). Введен пpомежуточный буфеp для пеpедаваемого на монитоp потока данных, благодаpя чему отпала необходмость в синхpониза- ции пpи выводе в текстовых pежимах. Стpуктуpа видеопамяти сдела- на на основе так называемых битовых плоскостей - "слоев", каждый из котоpых в гpафическом pежиме содеpжит биты только своего цве- та, а в текстовых pежимах по плоскостям pазделяются собственно текст и данные знакогенеpатоpа. Совместим с MDA и CGA. Частоты стpочной pазвеpтки - 15 и 18 кГц. Интеpфейс с монитоpом - цифpо- вой: сигналы синхpонизации, видеосигнал (по две линии на каждый из основных цветов). MCGA (Multicolor Graphics Adapter - многоцветный гpафический адаптеp) - введен фиpмой IBM в pанних моделях PS/2. Добавлено pазpешение 640x400 (текст), что дает фоpмат 80x25 пpи матpице символа 8x16 и 80x50 - пpи матpице 8x8. Количество воспpоизводи- мых цветов увеличено до 262144 (по 64 уpовня на каждый из основ- ных цветов). Помимо палитpы, введено понятие таблицы цветов, че- pез котоpую выполняется пpеобpазование 64-цветного пpостpанства цветов EGA в пpостpанство цветов MCGA. Введен также видеоpежим 320x200x256, в котоpом вместо битовых плоскостей используется пpедставление экpана непpеpывной областью памяти объемом 64000 байт, где каждый байт описывает цвет соответствующей ему точки экpана. Совместим с CGA по всем pежимам и с EGA - по текстовым, за исключением pазмеpа матpицы символа. Частота стpочной pазвеp- тки - 31 кГц, для эмуляции pежимов CGA используется так называ- емое двойное сканиpование - дублиpование каждой стpоки фоpмата Nx200 в pежиме Nx400. Интеpфейс с монитоpом - аналогово-цифpо- вой: цифpовые сигналы синхpонизации, аналоговые сигналы основных цветов, пеpедаваемые монитоpу без дискpетизации. Поддеpживает подключение монохpомного монитоpа и его автоматическое опознание - пpи этом в видео-BIOS включается pежим суммиpования цветов по так называемой шкале сеpого (grayscale) для получения полутоно- вого чеpно-белого изобpажения. Суммиpование выполняется только пpи выводе чеpез BIOS - пpи непосpедственной записи в видеопа- мять на монитоp попадает только сигнал зеленого цвета (если он не имеет встpоенного цветосмесителя). VGA (Video Graphics Array - множество, или массив, визуальной гpафики) - pасшиpение MCGA, совместимое с EGA, введен фиpмой IBM в сpедних моделях PS/2. Фактический стандаpт видеоадаптеpа с конца 80-х годов. Добавлен текстовый pежим 720x400 для эмуляции MDA и гpафический pежим 640x480 с доступом чеpез битовые плос- кости. В pежиме 640x480 используется так называемая квадpатная точка (соотношение количества точек по гоpизонтали и веpтикали совпадает со стандаpтным соотношением стоpон экpана - 4:3). Сов- местим с MDA, CGA и EGA, интеpфейс с монитоpом идентичен MCGA. IBM 8514/a - специализиpованный адаптеp для pаботы с высокими pазpешениями (640x480x256 и 1024x768x256), с элементами гpафи- ческого ускоpителя. Hе поддеpживает видеоpежимы VGA. Интеpфейс с монитоpом аналогичен VGA/MCGA. IBM XGA - следующий специализиpованный адаптеp IBM. Расшиpено цветовое пpостpанство (pежим 640x480x64k), добавлен текстовый pежим 132x25 (1056x400). Интеpфейс с монитоpом аналогичен VGA/MCGA. SVGA (Super VGA - "свеpх"-VGA) - pасшиpение VGA с добавлением более высоких pазpешений и дополнительного сеpвиса. Видеоpежимы добавляются из pяда 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x1024, 1600x1200 - большинство с соотношением 4:3. Цветовое пpостpан- ство pасшиpено до 65536 (High Color) или 16.7 млн (True Color). Также добавляются pасшиpенные текстовые pежимы фоpмата 132x25, 132x43, 132x50. Из дополнительного сеpвиса добавлена поддеpжка VBE. Фактический стандаpт видеоадаптеpа пpимеpно с 1992 г., пос- ле выхода стандаpта VBE 1.0. До выхода и pеализации стандаpта пpактически все SVGA-адаптеpы были несовместимы между собой. по материалам FAQ по видеоаппаpатуpе для IBM PC Требования к монитору можно определить с помощью таблиц 4.4 и 4.5. Например, требуется подобрать монитор для типичного домашнего компьютера. Рабочее разрешение 800x600 - этого хватит для большинства приложений, частота вертикальной развертки - 85Гц. Также желательна поддержка разрешения 1024x768 при 60 Гц. По таблице 4.4 находим полосу видеосигнала - 58 МГц для 800x600 и 64 МГц для 1024x768. По таблице 4.5 находим частоту горизонтальной развертки - 53 кГц для 800x600 и 48 кГц для 1024x768. В итоге получаем следующие требования: максимальное разрешение - не ниже 1024x768, полоса пропускания - не ниже 64 МГц, частота вертикальной развертки - до 85 Гц, частота горизонтальной развертки - до 53 кГц. Таблица 4.4. Зависимость полосы пропускания от частоты вертикальной развертки монитора и его разрешения Частота вертикальной развертки Полоса пропускания видеосигнала, МГц 640x480 800x60 1024x768 1152x864 1280x1024 1600x1200 56 24 37 60 81 60 26 40 64 87 108 175 72 31 48 76 104 75 32 50 80 108 135 85 37 58 90 124 160 90 39 60 95 130 100 43 66 105 150 110 46 73 116 160 120 51 80 126 175 130 56 86 140 190 150 64 100 160 220 Таблица 4.5. Рекомендуемая частота горизонтальной развертки монитора. Частота горизонтальной развертки, кГц Полоса пропускания видеосигнала, МГц 640x480 800x60 1024x768 1152x864 1280x1024 1600x1200 56 28 35 45 50 60 30 38 48 54 64 74 72 36 45 58 65 75 37 47 60 68 80 85 43 53 68 77 91 90 45 56 72 81 100 50 65 80 90 110 55 69 86 99 120 60 75 96 108 130 65 81 104 117 150 65 81 104 135 Таблица 4.6. Рекомендуемые разрешения. Разрешение монитора Отношение сторон Размер диагонали монитора 14" 15" 17" 19" 21" 640x480 4:3 О З Э Э З 800x600 4:3 П О Э Э З 1024x768 4:3 н/р. П О Э З 1152х864 4:3 н/р. н/р. О О З 1280x1024 4:3 - - П О О 1600x1200 4:3 - - н/р. П О 1600x1280 5:4 - - - П О 1800х1440 5:4 - - - н/р. П 2048х1536 4Ж3 - - - - н/р. O - оптимальный режим, З - пиксели достаточно большие, чтобы казаться зернистыми, П - приемлемо, н/р. - не рекомендуется. Реальную максимальную разрешающую способность монитора можно рассчитать следующим образом: для этого надо знать три числа: шаг точек (шаг триад для трубок с теневой маской или горизонтальный шаг полос для трубок с апертурной решеткой) и габаритные размеры используемой области экрана в миллиметрах. Примем сокращения: максимальное разрешение по горизонтали = MRH (точек) максимальное разрешение по вертикали = MRV (точек) Для мониторов с теневой маской: MRH = горизонтальный размер/(0,866 x шаг триад); MRV = вертикальный размер/(0,866 x шаг триад). Так, для 17-дюймового монитора с шагом точек 0,25 мм и размером используемой области экрана 320x240 мм получим максимальную действительную разрешающую способность 1478x1109 точек: 320/(0,866x0,25) = 1478 MRH; 240/(0,866x0,25) = 1109 MRV. Для мониторов с апертурной решеткой: MRH = горизонтальный размер/горизонтальный шаг полосок; MRV = вертикальный размер/вертикальный шаг полосок. Так, для 17-дюймового монитора с апертурной решеткой и шагом полос 0,25 мм по горизонтали и размером используемой области экрана 320x240 мм получим максимальную действительную разрешающую способность 1280x600 точек: 320/0,25 = 1280 MRH; апертурная решетка не имеет шага по вертикали, и разрешающая способность по вертикали такой трубки ограничена только фокусировкой луча. Контрастность Контрастность вычисляется, как соотношение самого яркого и самого темного участка на дисплее. Чем больше их отличие, тем лучше. У ЭЛТ-мониторов контрастность может достигать 500:1, что позволяет демонстрировать фотореалистическое качество изображений. На таком мониторе можно получить глубокий черный цвет. Но для ЖК-мониторов это очень непросто. Яркость ламп дневного света, используемых при подсветке, очень трудно изменить, а при работе дисплея они всегда включены. Чтобы экран был черным, жидкие кристаллы должны полностью блокировать прохождение света через панель. Однако достичь 100% результата при этом невозможно - какая-то часть светового потока неминуемо пройдет. Сейчас производители продолжают работать над решением этой проблемы. Считается, что для нормальной работы человеческого глаза уровень контрастности должен быть не ниже 250:1. Яркость Максимальная яркость дисплеев ЭЛТ - 100-120 Кд/м2. Увеличить ее трудно из-за непомерного роста ускоряющих напряжений на катодах электронных пушек, что приводит к побочным эффектам - таким, как повышенный уровень излучения и ускоренное выгорание люминофорного покрытия. У ЖК-мониторов в этой области нет конкурентов. Максимальная величина яркости в принципе определяется характеристиками ламп дневного света, которые используются для подсветки экрана. Не является проблемой получение яркости порядка 200-250 Кд/м2. Хотя технически вполне возможно ее увеличение до значительно более высоких значений, этого не делают, чтобы не ослепить пользователя. Коэффициент светопередачи Отношение полезной световой энергии, прошедшей через переднее стекло монитора, к световой энергии, излученной внутренним фосфоресцирующим слоем, называется коэффициентом светопередачи. Как правило, чем темнее выглядит экран при выключенном мониторе, тем ниже этот коэффициент. При высоком коэффициенте светопередачи для обеспечения требуемой яркости изображения требуется небольшой уровень видеосигнала, и упрощаются схемотехнические решения. Однако при этом уменьшается перепад между излучающими участками и соседними, что влечет за собой ухудшение четкости и снижение контрастности изображения и, как следствие, ухудшение общего его качества. С другой стороны, при низком коэффициенте светопередачи улучшаются фокусировка изображения и качество цвета, однако для получения достаточной яркости требуется мощный видеосигнал и усложняется схема монитора. Обычно 17-дюймовые мониторы имеют коэффициент светопередачи 52-53%, а 15-дюймовые - 56-58%, хотя в зависимости от конкретно выбранной модели эти значения могут варьироваться. Поэтому при необходимости определения точного значения коэффициента светопередачи следует обращаться к документации производителя. Равномерность Под равномерностью понимается постоянство уровня яркости по всей поверхности экрана монитора, которое обеспечивает комфортные условия для работы пользователя. Временная неравномерность цвета может быть устранена размагничиванием экрана. Принято различать "равномерность распределения яркости" и "равномерность белого". Равномерность распределения яркости. Большинство мониторов имеют различную яркость в различных участках экрана. Отношение яркости в наиболее светлой части к яркости в наиболее темной называется равномерностью распределения яркости. Равномерность белого. Равномерность белого характеризует различие в яркости белого цвета на экране монитора по всей его поверхности (при выводе изображения белого цвета). Численно равномерность белого равна отношению максимальной и минимальной яркости. Сведение Для получения четкого изображения и чистых цветов на экране монитора красный, зеленый и синий лучи, исходящие из всех трех электронных пушек, должны попадать в точно заданное место на экране. Так, для отображения точки белого цвета должны засвечиваться люминофоры зеленого, синего и красного (в определенной пропорции световой мощности), находящиеся друг от друга на расстоянии не более чем полпикселя. Иначе, например, тонкая линия розового цвета, получаемая смешением синего и красного цветов, распадется на две: синюю и красную линии. То есть картины, реализуемые каждой пушкой, получаются геометрически несогласованными. Это отрицательно сказывается в первую очередь на качестве воспроизведения символов. Мелкие буквы становятся плохо читаемыми и приобретают "радужную" окантовку. Термин "несведение лучей" означает отклонение красного и синего от центрирующего зеленого. Статическое сведение. Под статическим несведением понимается несведение трех цветов (RGB) одинаковое на всей поверхности экрана, вызванное незначительной погрешностью при сборке электронной пушки. Изображение на экране может быть откорректировано регулировкой статического сведения. Динамическое сведение. В то время как в центре экрана монитора изображение остается четким, на его краях может проявиться несведение. Оно вызывается ошибками в обмотках или при их установке и может быть устранено с помощью магнитных пластин. Динамическая фокусировка Когда поток электронов попадает в центр экрана, формируемое им пятно является строго круглым. При отклонении луча к углам форма пятна искажается, становясь эллиптической. Результат - потеря четкости изображения по краям экрана. Для компенсации искажения формируется специальный компенсирующий сигнал. Величина компенсирующего сигнала зависит от свойств ЭЛТ и ее отклоняющей системы. Чтобы устранить смещение фокуса, вызванное различием в путях пробега луча (расстоянии) от электронно-лучевой пушки до центра и до краев экрана, требуется увеличивать напряжение с ростом отклонения луча от центра с помощью высоковольтного трансформатора, как показано на рисунке 4.8. Современные системы динамической фокусировки, такие как система NX-DBF, разработанная компанией Mitsubishi, способны корректировать форму пятна в каждой точке экрана. Цветовая температура Мониторы, используемые для подготовки печатной продукции, должны иметь возможность задавать такой параметр, как цветовая температура. Цветовая температура (или как ее еще называют - точка белого) показывает, какой оттенок на мониторе будет у белого цвета. Измеряется цветовая температура в градусах по шкале Кельвина. Ее физический смысл означает цвет излучения абсолютно черного тела, нагретого до указанной температуры. Для адекватного управления качеством продукции должна быть установлена объективная шкала. Такая шкала применительно к характеристике цвета основана на изменении белого при нагреве, где в качестве образца используется раскаленная добела нить лампы. Цветовую температуру принято характеризовать в координатной плоскости XY. Таблица 4.7. Шкала соответствия цветовой температуры. По координате Х По координате Y Температура, К 0,448 0,407 2856 0,348 0,352 4876 0,332 0,329 5503 0,310 0,316 6774 0,313 0,329 6504 0,281 0,310 9300 При подготовке документа к печати цветовая температура должна соответствовать цвету бумаги (при определенном освещении), на которой будет печататься этот документ. Обычно при подготовке печатной продукции на мониторе выставляют цветовую температуру 6500 K (свет лампы дневного света). Если изображение готовится для телевизионной трансляции, то оттенок должен соответствовать цветовой температуре 9300 K (солнечный цвет). Компания Kodak для цветной фотопечати принимает за белый цвет значение цветовой температуры, равное 5300 К. Современные мониторы, как правило, имеют несколько фиксированных значений цветовой температуры, а также возможность произвольно задавать ее значение в диапазоне от 5000 до 10000 К. Произвольное значение температуры белого цвета задается при помощи балансировки яркости двух цветов (красного и синего) относительно фиксированного уровня зеленого цвета.