Monitory.
Monitory jsou jedny z nejdůležitějších součástí počítače ovlivňující kvalitu zobrazení. Pro omezení únavy, zvýšení produktivity je důležité mít obrazovku ve správné poloze, dostatečně velkou, odpovídající počet zobrazovaných bodů, správný jas a kontrast a věrné zobrazení barev. Velmi důležitým faktorem je stabilita obrazu a správná geometrie.
Základní dělení monitorů je na
· monochromatické a
· barevné.
Další základní dělení je na
· klasické monitory
· LCD displeje a
· velkoplošné jednotky.
Každý druh monitoru spolupracuje s určitou grafickou kartou. Vstupní signály musí mít určitou obrazovou frekvenci, typ signálu (digitální, analogový) a počet barvonosných signálů.
Rozdělení monitorů podle připojení a podle funkce
Digitální RGB monitory mají pro každou barevnou složku jeden vodič. Je-li monitor připojen n vodiči pro barevné složky, zobrazuje 2n různých barev. Další vodiče jsou pro synchronizace, jas a video. Připojení je přes 9-ti kolíkový konektor. Používá se u adaptérů CGA/EGA/MDA/MGA.
Analogové RGB monitory mají analogový signál na vodiči. Připojují se přes 15-ti, kolíkový konektor DIN nebo konektor BNC. Používá se u VGA.
Problém s rozdílnými frekvencemi řeší monitor Multiscan nebo MULTISYNC. Tento monitor se přizpůsobuje vertikálnímu kmitočtu.
Monitory ovládané digitálně nebo analogo-digitálně jsou poměrně drahým, ale dnes již běžným požadavkem.
Monochromatické monitory obvykle spolupracují s kartou Herkules. Jsou laciné a příjemné .
Rozlišujeme monitory TTL a BAS.
TTL monochromatický monitor byl vyvinut pro MDA, tj. pracuje i s adaptéry CGA a MGA, protože obsahují MDA standard.
BAS monitory používají Cinch-konektory (TV konektory).
Velikost obrazovky : úhlopříčka 14". Speciální monitory pro DTP mají formát A4, nebo větší rozměry. Jejich cena je vyšší.
Poměr stran u klasických monitorů je 4:3, u novějších odpovídající normě HDTV mají poměr stran 16:9.
Podle techniky zobrazování dělíme obrazovky do 2 kategorií:
· emisivní a
· světlopohlcující
Emisivní obrazovky obsahují zdroj záření.
Obrazovky jsou založeny na bázi CRT trubic, to je obrazovek s magnetickým vychylováním. Barevné obrazovky mají 3 elektronová děla. Elektrony dopadají blízko sebe, takže se tyto body jeví oku jako jeden bod. Materiál: Invar. Tvar stínící masky CromaClear. Mají dobrý jas, kontrast, syté barvy, dobré rozlišení a velkou spolehlivost a široký zorný úhel. Naopak jsou prostorově velké a mají velkou spotřebu el. energie. Vyzařují roentgenové paprsky a nízkofrekvenční magnetické pole. Působí škodlivě na zdraví.
Klasická rastrová obrazovka Delta (tvořená 3mi sadami kulatých otvorů) je levnější, ale nemá tak ostrý obraz jako štěrbinová Trinitron nebo Diamontron), tvořená z jemných vláken, která jsou vertikálně natažena s roztečí 0.1mm před stínítkem. Pro stabilizaci jsou vedena dvě vlákna příčně. tyto vlákna jsou na obrazovce viditelná.
CromaClear Štěrbinová obrazovka není náchylná na soudkovitost, sbíhavost a má větší kontrast i jas.
Materiál Invar. Invarová maska je perforovaná kovová maska ze železoniklové slitiny, která má malou tepelnou roztažnost.
Obrazovky jsou pokryty antistatickou a reflexní vrstvou pro zvýšení kontrastu.
V r. 1994 předvedla firma Artec monitor o úhlopříčce 37". Tato obrazovka díky technice OVERSCAN má velikost 710x530 mm, je full squere, Non Dual focus. Má vbudované 2 5W reproduktory.glare
ACTFEL emitují světlo elektronovou exitací luminoforu. Luminofor je uložen mezi průhlednými dielektrickými vrstvami. Zvýšení jasu se děje zvýšením frekvence nebo zvýšením kapacity.
tvoří světlo ionizací inertního plynu s nízkým tlakem. Je to obdobný výboj jako u neonových trubic. Pokud se na řádkovou a sloupcovou elektrodu přivede dostatečné napětí, plyn dosáhne plasmatického stavu a probíhá monochromatický jantarově žlutý výboj. Výboj musí být zhášen - obrazovka s pamětí. Pro zhášení je zapotřebí opět náboj ale opačné polarity. Princip umožňuje konstrukci velkých obrazovek i s úhlopříčkou 150cm. Pro ušetření vysoké budící energie (přebíjení kondenzátorů) je využíván náboj vstupních kondenzátorů pro buzení v dalším cyklu a pro zhášení jiných kondenzátorů. U barevných obrazovek se vnitřní strana obrazovky pokrytá různými luminofóry osvětluje UV plazmovým výbojem.
Obrazovky FED (Field Emision Display) jsou obdobné klasickým obrazovkám, ale každý pixel má své elektronové dělo, takže zde chybí vychylování a obrazovky jsou ploché. Jejich spotřeba energie je malá. Nevytváří závadné mg. pole a jejich vyzařování rtg. paprsků je také zanedbatelné.
(Podrobněji viz LCD.doc)
jsou
A. pasivní matrice (PM) - svítící pixel je dán okamžitým výběrem bodu, tj. průsečík vodorovné a svislé matrice. Může ovlivňovat sousední body. Vzhledem ke krátké délce aktivovaného pixelu obrazovka bliká a k dosažení určitého jasu obrazovky je zapotřebí velké energie svítícího bodu.
B. aktivní matrice (AM) - výběr ovládacích prvků je obdobný jako u PM, ale tyto prvky si podrží požadované napětí pro aktivaci po určitou dobu (max po celý snímek). Pixely se neovlivňují. Potřeba pro stejný jas menší energie (bod svítí déle).
LCD obrazovky. (PMLCD -Pasive Matrix LCD (el.pole může ovlivnit i sousední krystaly), AMLCD -Active Matrix LCD). Jednotlivé pixely selektivně propouští a nebo nepropouští dopadající světlo resp. světlo z pozadí. Tekuté krystaly jsou tvořeny tyčinkovitými krystaly kianobifenylu, které svou orientací reagují na elektrické pole. Tyto krystaly jsou uloženy mezi dvě skleněné desky, vzdálené 5um až 7um. Na těchto deskách jsou elektrody (na jedné vodorovné, na druhé svislé). Přiloženým napětím se natáčí o 90O. Světlo procházející displejem na také polarizaci 90O. Při stejné orientaci polarizovaného světla umožňují jeho průchod druhou podložkou. Jsou velmi choulostivé na otřesy, teplotu a vibrace. LCD využívající dopadající světlo potřebují dobré osvětlení okolí. Barevné LCD využívají na subpixlech červené, zelené a modré filtry, které snižují rapidně procházející světlo (až na 5%). Proto vyžadují energeticky náročné podsvícení.
Fa Epson začala vyrábět v r.1995 zobrazovače z kapalných krystalů NTN (neutralized Twisted Nemantic), tj technologií, která vytváří barevné jevy pomocí druhé vrstvy komplementárně otočných krystalů. Předností je ostrý obraz a navíc se lze přepnout na inverzní obraz (na černém nebo bílém podkladě). Další technologií je FTN (Film Twisted Nemantic), která využívá speciální film pracující jako komplementární druhá vrstva. Tyto displeje jsou transmisní. V černobílém provedení mají NTN i FTN široký pozorovací úhel a rozlišení 1024x768, při velikosti bodu 0,22x0,22mm. Barevné mají 640x480 při osmi barevných odstínech.
K pasivním patří:
1. PMLCD -Pasive Matrix LCD - jsou pomalé (doba odezvy 200ns) aby se snížilo mihotání, ale naopak vytváří duchy pro pohybující se obraz. Jsou pro počítače nevhodné.
2. STN supertwist pasivní černobílé - mají větší kontrast a širší zorný úhel. Technologicky se liší větším počtem natáčecích tělísek.
K aktivním patří
1. TFT thin field tranzistor - aktivní matice tranzistorů - zobrazovacích bodů - pixelů. V dnešní době je to nejpoužívanější druh buzení LCD obrazovek. Doba odezvy je podstatně kratší než u pasivních -> kurzor nemizí. Barevná. Příkon 6W vyjímečně 4.3W. Výroba pole TFT je složitá má obdobu výroby IO. Výtěžnost se zvětšuje náhradním zapojováním redundantních TFT. Prodloužení osvitu bodu se děje nabitím a pomalým vybíjením kapacity na vstupu TFT.
Velikosti: 7.8cm 640x480 ,pixelPitch 0.1mm 2W B/W projekce
20cm 640x480 0.25 subnotebook
24cm
26cm 0.33 3W 26k notebook
12,1“ tj. 29 cm s 1024x768
70,4cm tj. 28“ - technologie multipanel. Vzdálenost mezi obrazovkami je 0,4mm, každá obrazovka 640x480 bodů, dotpitch=0,88mm, hloubka obrazovky je 37mm.
2. Plazmové obrazovky, PALC (plasma Addres Liquid Crystal) jsou aktivní LCD displeje, u nichž spínačová matrice je tvořena spolehlivějšími kanálky s inertním plynem místo tenkovrstvých transistorů. Ionizovaný plyn napojí elektrody každého pixelu s datovou linkou. Spínací doba je kratší cca 5us, což umožňuje obrazovou frekvenci 30Hz.
FLCD Ferroelectric Liquid Crystal DISPLAY tekuté krystaly na bázi železa. Tyto krystaly drží na rozdíl od LCD elektrický náboj a tedy jsou bistabilní. Jejich charakteristika má hysterezi, a tedy k překlopení vyžadují určitou vstupní energii. Proto u těchto aktivních obrazovek odpadá složité a málo spolehlivé TFT pole. Výroba FLCD je náročnější, protože vzdálenost obou skleněných desek je jen 1-2 um, narozdíl od 5 - 7 um u LCD. To může způsobit nepříjemný zig-zag efekt.Tyto obrazovky se vyrábí do velikosti 15" a výhledově 20" a 30" s rozlišením 1280x1024 pixelů.
jsou určeny pro presentační účely. Jsou vytvářeny tzv. kachlíkováním, tj. tiling, tj. složením více plochých displejů k sobě.
1. Speciální monitory mající speciální přední stěnu obrazovky.
2. DECtouch system
je přídavné zařízení pro klasické obrazovky propojené s monitorem přes sériový port. Princip je založen na změně rozložení tlaku monitoru na přídavné zařízení. Nutné po dobu 1 min kalibrovat, pak nereaguje na otřesy al jen na tlak na obrazovku.
cena (1995) 1769DM.
3. AccuTouch -Odporové pracují na změně odporu tlakem (deformací) aktivní vrstvy. Ukazovátkem je libovolný tuhý předmět. Nevýhodou je malá životnost.
4. Intelli Touch pracuje na principu zatlumení povrchové akustické vlny měkkým materiálem.
Elektronická tabule s velkým Touche stínítkem (Smart Board) citlivým na dotyk je připojena přes sériový port k PC. Změny na tabuli (respektuje i barvy , mazání) jsou přenášeny do počítače, a na jiné tabuli přes LCD displej mohou být přehrávány. Fungují jako obří tablet. Rozpoznání každé ze 4 barev nebo gumy je dáno detekcí prázdné mističky, odkud byla tužka nebo guma odebrána. Změny jsou přenášeny na obrazovku a mohou být kdykoliv uloženy. Pomocí software lze tak kreslit po pracovní ploše aplikace. Změnou obrazu se automaticky nakreslené změny vymažou. Výhodná je zadní projekce, poněvadž si nestíníte.
Dalšími tabulemi jsou normální tabule vybavené scannerem, který dokáže sejmout obsah tabule a tiskárnou pro jeho vytištění.
Fa Sanyo vyvinula levné třírozměrné pseudodispleje, které nepotřebují třírozměrné brýle. Jsou to aktivní LCD s úhlopříčkou 4, 6, 10“. Simulace 3-D je provedena pomocí speciálního panelu, který rozděluje obraz na pravo a levostranný pohled. Tyto obrazy jsou časově odděleny, tj střídavě promítány. Umístěním tohoto panelu do určité vzdálenosti od displeje LCD jsou obrazové body z jednoho obrázku směrovány do levého oka, zatímco z druhého obrázku do pravého oka. S uvedením na trh se počítá koncem roku 1995. Obdobný brýlový princip používá synchronizaci (rychlých závěrek na brýlích) pomocí kapalných krystalů.
Dalšími principy jsou pomocí polarizace světla a brýlí, který má velké světelné ztráty.
Brýlové systémy využívají také různé zabarvení levého a pravého obrazu.
Barevné obrazovky jsou obvykle 14", 17", 21",52 a 104".
Nový trend obrazovek HDTV XE "HDTV" (stejně jako TV) je poměr stran 16:9. Obrazovky tohoto rozměru mají uhlopříčku 28“ a rozlišení 1920x1680.
Kvalita obrazu je závislá na opakovací obrazové frekvenci (obnovovací neboli vertikální), na počtu současně zobrazovaných barev, popř. na stupních šedi a na počtu zobrazovaných bodů - Pixel - Picture Element..
Např. pro zobrazení 768řádků na obrazovce a pro obrazovou frekvenci 75Hz je nutná řádková frekvence monitoru 768x75=57600Hz + pro zpětný chod tj. 60kHz. Nyní je stanoven standard pro řádkovou frekvenci 75Hz (dříve 72Hz). Obrazovky s nižší řádkovou frekvencí používají interlace 2, tj. na jeden průchod zobrazí každý druhý řádek. Někdy se u těchto obrazovek uvádí dvojnásobná frekvence s pozn. s interlace. Zkratka NI znamená No Interlaced (bez prokládání).
Monitor tedy musí vyhovovat oběma požadavkům:vysoké vertikální frekvenci a současně dostačující řádkové frekvenci.
Šířka pásma (v MHz)= počet bodů na řádek * řádková frekvence * 0.55. Je u všech monitorů dostatečná a není tedy měřítkem ke kvalitě monitoru.
graf. Rozliš Řádk.f Obnov.frek. Šířka pásma proklad
640 x 480 31.5kHz 60Hz 11.1MHz ne
640 x 480 37.6 72 13.2 ne
800 x 600 31.5 48 13.9 ano
800 x 600 48.1 72 21.2 ne
1024x 768 31.5 39 17.7 ano
1024x 768 56.5 70 31.8 ne
1280x1024 75 135 ne
Základní pravidlo pro rozlišení:
14 a 15" je maximum 800 x 600
17" 1024 x 768
20"a více 1280 x 1024 pixel
Vzdálenost jednotlivých bodů obrazovky dot pitch <0.28mm (špičkové 0.21mm).
Doba osvitu musí zhruba odpovídat vertikální frekvenci. (Jinak obraz nahoře ztmavne dříve než se nakreslí dole na obrazovce.)
Multiscan je schopnost přizpůsobení obrazovky řádkové frekvenci karty. Je nutná při použití obrazovky pro různé OS.
Šetření energie: dnes je nejznámější ENERGY STAR (jednostupňová technologie úspory energie) povolující ve sleep modu 30W. Norma TCO92, která asi bude platit má dvoustupňovou regulaci, Standby - 30W (s návratem do 3s) a potom power-off 8W, nebo jednostupňovou regulací se spotřebou 15W (s návratem do 3s). Dalším z pěti požadavků normy TCO92 je
bezpečnostní a požární požadavky
monitor musí mít uvedené údaje o spotřebě
zdravotní požadavky -- el. Pole <1 V/m pro f<2kHz je <10 V/m
mg. Pole <25nT pro f<2kHz je <250nT
Předpisy TCO jsou mnohem přísnější než opět švédská norma MPRII nebo EPA.
Na CeBitu95 byla uvedena norma TCO95, stanovující ještě přísnější požadavky, kvalitu obrazu, ostrost, reflexe, linearitu a rozdělení jasu a požadavky na celý počítač.
Každý monitor musí mít možnost nastavení černého okraje, tzv. Overscan. Tímto se dotahuje velikost obrazovky.
Další normou je Nutek XE "Nutek" , což je dvoustupňová redukce spotřeby 15W (max 30W) - 5W po 70ti minutách.
Monitory jsou obvykle vybaveny 3-řadým konektorem sub-D (apple dvouřadým).. Špičkové monitory jsou ale osazeny 5ti konektory BNC nebo oběma způsoby..
· každý prvek má své tlačítko, nebo
· OSD XE "OSD" - On Screen Display XE "On Screen Display" minimalizující počet ovládacích prvků. Obvykle jsou 4: dva na výběr, dva na nastavování
· nastavování jenom jasu, kontrastu a hlasitosti
· softwarové nastavení např. program CustoMax. Programy mají až 31 nastavení, z toho 15 uživatelsky měnitelných.
· špičkové monitoty nastavují balanci a teplotu barev.
VESA standard DDC XE "DDC" zajišťuje automatické přizpůsobení monitoru grafické kartě po volných vodičích propojení
DDC1 pracuje jednosměrně, monitor vysílá parametry pro grafickou kartu,
DDC1/2 zajišťuje zzzz Chyba! Záložka není definována. si vyměňují parametry navzájem.
DDC28 další standard pro výměnu informací mezi procesorem a monitorem.
Elsa
Nokia
Samsung
Sony