Частота вертикальной развертки монитора что это

Мониторы: разрешение, частота развертки, типы панелей и прочее

Выбор монитора может казаться довольно простой и в то же время слишком сложной задачей. Технологии, которые используются в современных дисплеях, можно объяснить в одной небольшой статье, что мы и сделаем сегодня. Никаких чисто маркетинговых словечек! Только четкие описания конкретных терминов, которые действительно важны.

Найти модель, которая идеально подойдет для использования во всех ситуация, невозможно — пока такие мониторы просто не выпускают. Вместо этого дисплей нужно выбирать с учетом того, для чего он нужен — для игр, графического дизайна, монтажа видео высокой четкости и так далее. Всегда придется идти на компромисс и выбирать две из трех основных черт — скорости работы, правильности отображения цветов и высокого разрешения.

При этом мы не будем вдаваться в слишком технические подробности, которые обычному покупателю на самом деле не нужны. Мы расскажем об основных параметрах любого монитора: разрешении, соотношении сторон, частоте развертки, типе панели и прочих.

Разрешение

Казалось бы, это самый простой вопрос. Просто нужно покупать монитор с самым высоким разрешением, которое вам по карману, правда? Что ж, на самом деле это не лучшая тактика. Высокие разрешения предлагают более четкое и детальное изображение, но масштабирование картинки и интерфейса в Windows, к примеру, до сих пор работает не слишком хорошо, а видеокарта для монитора высокой четкости нужна будет куда более дорогая.

Итак, с чего начать? Начнем с того, что покупать модель с разрешением ниже Full HD (1080p / 1920×1080 точек) в 2018 году просто бессмысленно. Это базовое разрешение, от которого нужно отталкиваться — на него ориентируются и большинство разработчиков игр, и большинство авторов приложений, и большинство создателей видеоконтента. Если размер монитора составляет 24 дюйма в диагонали или меньше, Full HD — отличный компромисс.

С другой стороны, большие экраны (с размером больше 24 дюймов) с разрешением 1080p выглядят далеко не так привлекательно — к ухудшению качества изображения приводит сниженная плотность пикселей. Так что крупные модели лучше выбирать с разрешением 1440p (2560×1440 точек) или даже 4К (3840х2160 точек).

Если ваш монитор будет использоваться в основном для обычной офисной работы или работы в профессиональных дизайнерских приложениях, у высокого разрешения есть еще одно важное преимущество — на одном экране просто будет помещаться больше нужной информации. Так, у монитора с разрешением 1440p на 77% больше пикселей, чем у монитора с разрешением 1080p. Да и игры, честно говоря, уже давно неплохо работают в 1440p, если использовать более-менее мощную видеокарту вроде GeForce GTX 1070 или RX Vega 56.

Если играете на своем компьютере вы чаще всего, то монитор с разрешением 4К выбирать пока вряд ли стоит — разве что в том случае, если вы готовы потратить тысячу-другую долларов на одну из новых видеокарт Nvidia GeForce RTX (да и в этом случае стоит задуматься о покупке 4К-телевизора, на котором преимущества высокого разрешения будут заметно более очевидными). Остальные GPU пока не способны достаточно быстро обрабатывать 4К-картинку, так что 4К-мониторы будем считать исключительно уделом профессионалов в областях обработки видео и работы с графикой.

Ультраширокие мониторы

Еще пара вариантов решения проблемы с недостатком информации на экране — выбор ультраширокого монитора с соотношением сторон, отличным от стандартного 16:9 или покупка сразу нескольких мониторов.

Последний вариант обычно выигрывает в цене. Программисты, создатели контента и другие профессионалы легко совершенствуют свой рабочий процесс, просто добавляя к уже существующему еще один, а большая часть современных видеокарт легко справляется с одновременной работой нескольких экранов.

Геймерам, однако, вариант с несколькими мониторами вряд ли подойдет. Проблема заключается в том, что даже ультрасовременные мониторы имеют заметные рамки вокруг панелей, так что погружению в игру будут мешать уродливые полоски.

В общем, если вы считаете себя энтузиастом-фанатом видеоигр, то ваш выбор — ультраширокий монитор вроде Samsung C49HG90 (или поскромнее). К сожалению, такие мониторы отличаются не только богатой картинкой, но и завышенной ценой. За комфорт придется заплатить сверху! Зато в разрешении вроде 2560х1080 или 3440х1440 пикселей еще и фильмы смотреть удобно — в основном их снимают с соотношением сторон картинки 21:9.

Отметим, что и профессионалы используют ультраширокие мониторы достаточно часто — если на это есть бюджет, который уйдет не только на покупку самого монитора (3440х1440 — все еще high-end), но и на покупку видеокарты, которая справится с таким количеством пикселей.

Еще одно важное замечание: далеко не все современные игры поддерживают ультраширокие мониторы в полном объеме. К примеру, популярный онлайн-шутер Overwatch просто ограничивает угол обзора тех, кто использует такой монитор. Причина проста — разработчики не видят смысла в том, чтобы учитывать пожелания мизерной части своей аудитории (если верить Steam Hardware Survey, ультраширокими дисплеями пользуются меньше 2% геймеров).

Технологии изготовления панелей

Пожалуй, мы достигли самой важной части этой статьи. Разрешение — штука, несомненно, важная, но технология изготовления панели вашего монитора определяет куда больше его параметров.

Жидкокристаллические дисплеи делятся на несколько типов: TN, IPS (а также PLS, AHVA, eIPS и другие), VA и OLED. Расскажем обо всех!

Все LCD-дисплеи работают, пропуская свет от светодиода сквозь пару поляризованных панелей, фильтр цветов и жидкие кристаллы. Чем больше напряжение тока, тем больше света эти кристаллы блокируют. Технология TN имеет значительные ограничения — вместо 8 бит на каждый канал цвета они используют всего 6 бит. Для компенсации этого недостатка применяют технологию FRC (Frame Rate Control) — трюк, который позволяет быстро переключать две цвета и «как бы отображать» третий. К сожалению, до полноценного 24-битного цвета результат не дотягивает. Все это сочетается с инверсией и «вымыванием» из-за угла обзора, так что TN-мониторы не подойдут тем, кого волнуют правильные цвета картинки.

Зато у TN есть огромное преимущество, которое касается игр — это их скорость. Переключение пикселей с одного цвета на другой может занимать всего 1-2 мс, что позволяет создавать TN-мониторы с частотой развертки 144 и даже 240 Гц. Это идеально для скоростных игр вроде шутеров от первого лица.

Технология IPS (In-Plane Switching) — выбор профессионалов. IPS призвана устранить недостатки TN и использует другое расположение кристаллов, которое обеспечивает улучшенное отображение цветов и меньшее искажение света. Кроме того, каждый канал в IPS-моделях использует 8 бит информации, что делает возможным отображение 24-битного цвета. Разница видна невооруженным глазом.

IPS-дисплеи отличаются яркой и богатой картинкой, которая практически не изменяется при отклонении головы в ту или другую сторону. Кроме того, если вы нажмете на IPS-панель пальцем, на ней не появится заметных искажений, что делает IPS подходящей для использования в сенсорных моделях.

К сожалению, и у IPS есть свои недостатки. Во-первых, из-за более сложной структуры такие экраны стоят заметно дороже TN-аналогов. К счастью, в последние годы их цены начали понемногу снижаться. Во-вторых, сложная структура влияет еще и на скорость работы — переключение пикселей в IPS-панелях происходит медленнее, от 5 до 8 мс. Это заметно в быстрых играх, да и частота развертки IPS-моделей редко превышает 60 Гц. 144-герцовые IPS-мониторы при этом стоят целое состояние.

Варианты IPS-панелей (PLS, AHVA, eHVA и другие) производятся, к примеру, Samsung и AU Optronics. Их отличия очень невелики и зависят от небольших изменений в структуре дисплея, все еще произведенного по технологии 1996 года. Samsung-модели с PLS, к примеру, отличаются слегка сниженной ценой, более высокой яркостью и улучшенными углами обзора, но в то же время плохо «разгоняются», а в некоторых случаях даже используют 6-битный цвет.

Используют 6-битный цвет и бюджетные eIPS-мониторы LG. Другие вариации отличить друг от друга еще сложнее — речь скорее идет о патентах, чем самих технологиях.

VA-мониторы (Vertically Aligned) и их варианты (PVA и MVA) комфортно располагаются между TN и IPS. Так, они используют 8-битный цвет, но при этом достаточно быстро переключают пиксели. В теории они берут от TN и IPS их лучшие стороны и избавляются от недостатков.

На практике у VA-панелей есть свои уникальные особенности, которые нужно иметь в виду. Их контрастность достигает 5000:1, а некоторые модели достигают частоты развертки в 120 Гц. К сожалению, углы обзора VA-моделей лишь немного лучше, чем у TN, что делает их не слишком желаемыми для профессионалов в сфере обработки фото и видео. С другой стороны, переключение между темными цветами происходит не так быстро, как переключение между светлыми и темными, что в играх может привести к размыванию изображения. Да и стоят VA-мониторы относительно дорого.

В любом случае, найти жидкокристаллический дисплей с наилучшим контрастом можно только среди VA-моделей (если точнее, MVA).

Главное преимущество OLED-технологии заключается в том, что каждый пиксель изображения может контролироваться отдельно. Это означает великолепную контрастность, яркие и точные цвета, а также очень высокую скорость. К сожалению, на рынке ПК-мониторов доступные массовые OLED-мониторы вряд ли появятся раньше 2020 года. Зато именно они уже используются в VR-шлемах!

Частота развертки и задержка ввода

Базовая скорость смены изображения на современных мониторах — 60 Гц. Это означает, что все содержимое экрана перерисовывается 60 раз в секунду. Для большинства офисных работников и тех, кто работает с контентом, этого достаточно, но повышенная частота развертки делает гораздо приятнее не только игры, но даже простое перемещение окон в Windows.

Впрочем, покупка монитора с частотой развертки 120 или 144 Гц — это еще не все, что нужно для полного устранения размывания границ объектов и прочих проблем. В последние годы производители занимаются разработкой дополнительных «фишек», которые работают вместе с высокой частотой развертки.

Одна из таких «фишек» — стробированная подсветка картинки. Такая подсветка на мгновение ока отключается, что в теории делает изображение неотличимым от изображения на старом ЭЛТ-мониторе (у них до сих пор есть свои очень важные преимущества). К сожалению, постоянное отключение подсветки означает еще и общее снижение яркости картинки, а некоторые пользователи с чувствительными глазами устают за такими мониторами гораздо сильнее и даже могут жаловаться на головные боли.

Еще одна проблема, которую пытаются решить компании, занятые мониторами и видеокартами — разрывы изображения. Разрывы появляются тогда, когда видеокарта посылает монитору готовый кадр, а тот еще не закончил обновление предыдущего. Из-за этого части картинки не всегда соответствуют друг другу и разделяются видимыми линиями. Решить это можно, если включить программную синхронизацию (V-Sync), но у нее есть свои недостатки — четкие требования к ровной частоте кадров и более низкая скорость отклика ввода.

Nvidia создала проприетарную технологию под названием G-Sync, которая поддерживается всеми современными GPU ее производства, но требует установки в монитор отдельного модуля (на этапе производства), что значительно его удорожает. AMD ответила похожей, но при этом открытой технологией FreeSync, которая не требует ничего, кроме поддержки опционального стандарта Adaptive-Sync, который является частью стандарта DisplayPort 1.2a. Мониторы с FreeSync встречаются чаще, но их качество различается сильнее. Кроме того, не так давно AMD разработала FreeSync 2, которая требует поддержки технологий HDR и LFC, а также требует скорость отклика не выше определенного порога. Мониторы с FreeSync 2 уже начали появляться в продаже, но пока редки и дороги.

Последняя характеристика любого монитора, о которой нужно поговорить — скорость отклика ввода. Из-за того, что изображение подвергается сложной обработке, передвижение мыши или нажатие на кнопку клавиатуры не означает мгновенное передвижение курсора или появление буквы в строке документа. Скорость отклика ввода редко указывают в списке параметров — ее приходится измерять в лабораториях самим энтузиастам.

Самое простое правило, которому стоит следовать, заключается в следующем: чем больше у монитора всевозможных функций, тем хуже у него будет скорость отклика ввода. Геймеры, которые любят онлайн-шутеры, предпочитают модели с минималистичными меню, практически отсутствующим пост-процессингом картинки и одним-двумя портами для подключения к ПК. Все это означает, что видеосигнал с GPU тратит значительно меньше времени на то, чтобы добраться до пикселей дисплея.

С другой стороны, многие современные мониторы улучшают этот показатель благодаря использованию скоростных модулей масштабирования. Особенно отзывчивы модели с поддержкой FreeSync 2 и Nvidia BFGD (Big Format Gaming Displays). Последние, правда, в продажу пока не поступили.

В любом случае, если скорость отклика ввода для вас важна, перед покупкой конкретного монитора почти всегда можно найти в сети его подробный обзор с тестами именно этого показателя.

Источник

Что означают частотные характеристики мониторов?

При выборе монитора часто возникает проблема с определением его реальных возможностей и необходимых при работе. Рассмотрим минимальные требования к современному монитору. Ключевыми параметрами здесь являются максимальное разрешение, поддерживаемое монитором, и частота обновления кадров. Разрешение обозначает количество отображаемых элементов на экране (точек) по горизонтали и вертикали, например: 1024×768. 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, поэтому использовать монитор с максимальным разрешением постоянно — только ломать глаза. Если ваше рабочее разрешение, т.е. разрешение, с которым вы собираетесь работать постоянно, является для монитора граничным — вам необходим монитор с большей диагональю. Частота кадров при рабочем разрешении должна быть 75 Гц и выше, иначе ваши глаза будут уставать. При максимальном разрешении допустима более низкая частота кадров. Ниже приведены типичные характеристики мониторов, на которые следует ориентироваться.

Для 14″ монитора: разрешение до 1024×768, реально используемые (рабочие) — 640×480 и 800×600. Частота развертки при разрешении 640×480 и 800×600 — 75-85 Гц, 1024×768 — 60 Гц.

Для 15″ монитора: разрешение до 1280×1024, реально используемые — 1024×768, 800×600 и ниже. Частота развертки при разрешении 640×480, 800×600 — 75-100Гц, 1024×768 — 75-85Гц, 1280×1024 — 60Гц.

Для 17″ монитора: разрешение до 1280×1024, реально используемые — 1024×768, 800×600. Частота развертки при разрешении 640×480, 800×600 — 75-110Гц, 1024×768 — 75-85Гц, 1280×1024 — 60-75Гц.

Требования к монитору можно определить с помощью таблиц 1 и 2. Например, попробуем подобрать монитор для типичного домашнего компьютера. Рабочее разрешение 800×600 — этого хватит для большинства приложений и игрушек, частота вертикальной развертки — 85Гц. Также желательна поддержка разрешения 1024×768 при 60 Гц. По таблице 1 находим полосу видеосигнала — 58 МГц для 800×600 и 64 МГц для 1024×768. По таблице 2 находим частоту горизонтальной развертки — 53 кГц для 800×600 и 48 кГц для 1024×768. В итоге получаем следующие требования: максимальное разрешение — не ниже 1024×768, полоса пропускания — не ниже 65 МГц, частота кадров — до 85 Гц, частота строк — до 53 кГц.

Источник

Мониторы

Когда рассуждают о том, какой компьютер купить, вопрос выбора монитора рассматривается особо (многие фирмы даже позиционируют системные блоки и мониторы отдельно). И если на других компонентах компьютера мы можем как-то сэкономить, то на мониторе экономить не следует. Он по-прежнему самый дорогой компонент компьютерной системы, его нельзя модернизировать в процессе эксплуатации, и «время жизни» у него наибольшее по сравнению со всеми другими компонентами.

Именно посредством монитора мы воспринимаем всю визуальную информацию от компьютера. Неважно, работаем ли мы с офисной программой, рисуем, играем, пишем письма или находимся в Интернете — монитор нам необходим всегда. Кроме того, от качества и безопасности монитора напрямую зависит наше здоровье.

Какие бывают мониторы? Как правильно выбрать монитор, чтобы было удобно работать, комфортно играть, сохранять свое здоровье и меньше уставать? На эти и другие вопросы мы и попытаемся ответить.

В рекламных проспектах продавцы и производители делают акцент на тех характеристиках монитора, которые им выгодны (и которые зачастую только им и понятны). Мы же постараемся дать вам общие рекомендации, объяснить смысл и важность тех или иных характеристик и укажем, на что следует обратить особое внимание.

Кроме того, мы рассмотрим преимущества и недостатки разных типов мониторов — начиная с традиционных, на базе электронно-лучевой трубки, и заканчивая современными плоскими панелями на базе жидкокристаллических матриц.

Также мы ознакомим вас со стандартами безопасности, расскажем, чем может угрожать некачественный монитор, и дадим советы по покупке конкретного экземпляра.

Мониторы становятся все дешевле и лучше, и этот факт, безусловно, очень радует тех, кто нуждается в высоком качестве изображения на экране, да и просто старается беречь свое зрение. И если раньше такие люди предпочитали работать только на моделях от известных фирм (хороших, конечно, но довольно дорогих), то теперь на рынке появляется все больше дисплеев, обладающих даже более высокими потребительскими характеристиками и к тому же позволяющих сэкономить ощутимую сумму. А небольшой разброс в качестве и ценах, а также отсутствие явных провалов у различных экземпляров только подтверждают тот факт, что дисплейные технологии приближаются к совершенству.

Сегодня на этом рынке особенно сильно сказывается давление ЖК-мониторов, которые в IV квартале прошлого года снова подешевели на 14-16%. Если такая тенденция сохранится, то средняя цена на ЖК-дисплеи с диагональю 15 дюймов (сравнимые по потребительским характеристикам с 17-дюймовыми ЭЛТ-мониторами для дома и офиса) к концу 2001 года должна снизиться до 450-500 долл., что уже вполне сравнимо с ценой аппаратов, основанных на ЭЛТ-технологии. Однако, как планируют производители, столь низкие цены сильно стимулируют спрос, так что в дальнейшем их падение замедлится или они даже опять начнут расти, что снова отсрочит поражение в конкурентной борьбе традиционных технологий на базе электронно-лучевой трубки.

Сейчас же по-прежнему самый распространенный тип мониторов — это CRT (Cathode Ray Tube), или ЭЛТ (электронно-лучевая трубка). Еще несколько лет назад самыми распространенными были мониторы с диагональю 14 дюймов (на рынке традиционных ЭЛТ-мониторов в качестве диагонали экрана в технических характеристиках указывается размер трубки по диагонали, а видимая ее область при этом в среднем на 1 дюйм меньше, так как края трубки скрыты в корпусе). Сегодня найти в магазине подобный монитор практически невозможно, стандартными являются 15-дюймовые мониторы, и наблюдается явная тенденция перехода к 17-дюймовым. Компании-производители сворачивают выпуск 15-дюймовых ЭЛТ-устройств, поэтому ни о каких современных технологиях в таких моделях речь идти уже не может. Даже если для вас важнее качество, а не размер, то оптимальным выбором по этому критерию среди ЭЛТ-мониторов может быть только дисплей с диагональю 17 дюймов и более или 15-дюймовый ЖК-монитор (диагональ ЖК-монитора, которая указывается в технических характеристиках, совпадает с диагональю видимой области).

Однако габариты устройства сводят на нет преимущества ЭЛТ-мониторов с диагональю 19 дюймов и более — в современной квартире бывает довольно трудно выделить место для огромного тяжелого ящика шириной более полуметра и весом более 20 кг. Так что оптимальной покупкой для домашнего компьютера сегодня является 17-дюймовый ЭЛТ-монитор или 15-дюймовая ЖК-панель.

Для домашнего монитора не будет лишним наличие у него портов USB. Во-первых, таким монитором удобнее управлять прямо из оболочки операционной системы, не пользуясь кнопками управления на самом мониторе и его экранным меню, часто не очень удобным. А во-вторых, появляется все больше полезных и необходимых периферийных устройств, включая сканеры, цифровые камеры, принтеры, накопители, планшеты, клавиатуры и т.д., которые соединяются с компьютером по USB-кабелю. Это наиболее легкий и удобный на сегодня способ подключения периферии, применимый как на компьютерах Macintosh, так и на РС. Встроенный в монитор USB-концентратор не только предоставляет в ваше распоряжение больше портов, но и дает возможность использовать более короткие кабели, удобнее разместить оборудование на рабочем столе и, наконец, отказаться от устаревших, медленных способов подключения внешних устройств к компьютеру: последовательного и параллельного порта.

Как устроена электронно-лучевая трубка

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ, или CRT, Cathode Ray Tube) — это традиционная технология формирования изображения на дне герметично запечатанной стеклянной «бутылки». Мониторы получают сигнал от компьютера и преобразуют его в форму, воспринимаемую электронно-лучевой пушкой, расположенной в «горлышке» этой огромной бутылки. Пушка «стреляет» в нашу сторону, а широкое дно (куда мы, собственно, и смотрим) состоит из маски и люминесцентного покрытия, на котором создается изображение. В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов (иттрия, эрбия и т.п.). Люминофор — это вещество, испускающее свет при бомбардировке его заряженными частицами. Электромагнитные поля управляют пучком электронов: поток на пути к люминофору проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов; отклоняющая система изменяет направление потока частиц таким образом, что они достигают нужного места на экране, проходя через теневую маску, падают на фосфоресцирующую поверхность и формируют на нем изображение (активизированный электронным лучом участок экрана испускает свет, видимый глазом, рис. 1). Такая технология называется эмиссионной.

Цвет — одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое нами как зрительное ощущение. Зрительные ощущения возникают под действием на органы зрения излучений видимого диапазона, длины волн которых находятся примерно в пределах 380-780 мкм. Физические свойства излучения тесно связаны со свойствами вызываемого ими ощущения: с изменением мощности изменяется светлота, а с изменением длины волны — цветность (характеристиками цвета являются цветовой тон и насыщенность). Таким образом, восприятие цвета — продукт нашего мозга, поэтому у каждого человека оно индивидуально.

Цвета на мониторе (впрочем, как и на телевизионном экране) получаются аддитивным (суммарным) смешением трех основных цветов — RGB, то есть красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эта триада, смешанная с одинаковой интенсивностью, дает нам белый цвет, а для того чтобы добиться цветовых оттенков, интенсивность каждого из этих цветов дозируется в необходимой пропорции.

ЭЛТ-мониторы, как правило, имеют три отдельные электронные пушки (по одной на каждый из основных цветов триады), которые бьют по небольшому участку люминофора своего цвета с различной интенсивностью.

Экран монитора представляет собой матрицу, состоящую из гнезд-триад, определенной структуры и формы (зависящей от конкретной технологии изготовления). Каждое такое гнездо состоит из трех элементов (точек, полос или других структур), формирующих RGB-триаду, в которой основные цвета располагаются настолько близко друг к другу, что отдельные элементы неразличимы для глаза.

Таким образом, электронно-лучевые трубки, используемые в современных мониторах, имеют следующие основные элементы:

Указанные элементы и находятся в центре непрерывной борьбы производителей за качество изображения.

Электронная пушка состоит из подогревателя, катода, испускающего поток электронов, и модулятора, ускоряющего и фокусирующего электроны. В современных кинескопах применяются оксидные катоды, в которых электроны испускаются эмиссионным покрытием из редкоземельных элементов, нанесенным на никелевый колпачок с расположенной внутри него нитью накала. Подогреватель обеспечивает нагревание катода до температуры 850-880 °C, при которой происходит испускание (эмиссия) электронов с поверхности катода. Остальные электроды трубки используются для ускорения и формирования пучка электронов. Соответственно каждая из трех электронных пушек создает пучок электронов для формирования своего цвета. Электронные лучи, расходясь после соответствующей маски, попадают на точки люминофора нужного цвета и заставляют их светиться.

Классификация мониторов по типу маски

Современные мониторы с любым типом маски имеют практически плоский по форме экран, благодаря чему существенно снижаются искажения геометрии, особенно по углам. Поэтому тип маски по форме экрана определить не так просто.

На сегодняшний день в ЭЛТ-дисплеях используются три основные технологии формирования матриц и масок для RGB-триад:

Тип маски можно определить, посмотрев на экран в 10-20-кратную лупу.

При создании мониторов помимо масок используются различные отклоняющие системы и прочая сложная электроника. Хотя сам экран и является наиболее важным фактором, определяющим эксплуатационные параметры дисплея, отклоняющая система и видеоусилитель также играют значительную роль. Поэтому не следует думать, что при использовании одной и той же трубки изготовители получают мониторы с одинаковыми параметрами.

Производители различных моделей говорят о преимуществах именно своей технологии, но тот факт, что на рынке предлагается несколько моделей и, кроме того, многие производители мониторов выпускают модели с различными типами матриц, свидетельствует, что однозначного выбора быть не может. Предпочтения определяются только вкусами и целями пользователей.

Теневая маска

Итак, каждая пушка излучает пучок электронов, который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего). Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия, используется специальная маска, структура которой зависит от типа кинескопов разных производителей и обеспечивает дискретность изображения (растр). Самые распространенные типы масок — теневые, которые бывают двух типов: трехточечная теневая маска и щелевая маска. Электронный луч достигает экрана, пройдя через теневую маску, которая может иметь различную (точечную или линейную) структуру.

Наиболее старая и широко распространенная технология — трехточечная теневая маска. Она использует перфорированную металлическую пластину с однородными точками (они называются триадами, так как каждая такая точка состоит из трех элементов люминофора основных цветов — зеленого, красного и синего), которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента (пиксела) изображения, образуемого триадой. В современных моделях с теневой маской применяется инвар — специальный сплав железа и никеля с очень небольшим коэффициентом температурного расширения, поэтому смещение масок при нагреве остается минимальным. Однако практика показывает, что ни один из мониторов не обеспечивает идеального выполнения этой задачи по всей поверхности экрана.

Ранние ЭЛТ-дисплеи с теневой маской имели выраженную криволинейную (сферическую) поверхность. Это позволяло добиваться лучшей фокусировки и уменьшало нежелательные эффекты и отклонения, вызываемые нагревом. В настоящее время большинство современных мониторов имеет практически плоский прямоугольный экран (типа FST).

Мониторы с теневой маской имеют следующие преимущества:

Следовательно, такие мониторы можно рекомендовать для универсального применения, офисных приложений и домашнего использования.

Из минусов можно отметить меньшую яркость этих мониторов, недостаточную контрастность изображения и более короткий срок службы по сравнению с другими типами дисплеев.

Расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета здесь называется Dot Pitch, или шаг точки, и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага точки, тем выше возможное разрешение монитора.

Щелевая маска

Щелевые маски (Slot Mask) используются в кинескопах с планарным расположением пушек, а люминофор трех основных цветов здесь наносится на экран не в виде точек, а в виде вертикальных чередующихся полосок (пунктиром) таким образом, чтобы одному щелевидному отверстию соответствовала своя RGB-триада. Вертикальные полосы фактически разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. В таких ЭЛТ все три электронные пушки соосны друг другу, расположены в одной вертикальной плоскости и наклонены под небольшим углом к горизонтальной плоскости. Подобная гибридная технология позволяет сочетать все преимущества других типов масок — при отсутствии их недостатков. Четкий и ясный текст, натуральные, но достаточно яркие цвета и высокая контрастность изображения неизменно привлекают к этим мониторам внимание всех групп пользователей.

Расходясь после точки схождения, лучи образуют эллипс, охватывающий одновременно только одно отверстие щелевой маски и соответственно три полоски люминофора, находящиеся за ней. Отверстие щелевой маски находится напротив средней (зеленой) полоски люминофора.

Отношение площади отверстий к общей площади маски в электронно-лучевых трубках такого типа значительно выше, чем у обычной теневой маски, поэтому тот же уровень яркости свечения может быть достигнут при значительно меньшей мощности электронных пучков, следовательно, срок службы таких кинескопов существенно больше.

Минимальное расстояние между двумя ячейками называется Slot Pitch, или щелевой шаг. Чем меньше значение щелевого шага, тем выше возможное разрешение монитора.

Апертурная решетка

Апертурная решетка (Aperture Grill) — это тип маски, которую впервые предложила фирма Sony, выпустив мониторы с трубкой Trinitron. Теперь подобные технологии используются разными производителями кинескопов, в частности Diamondtron от Mitsubishi. В электронных пушках этих трубок используются динамические квадрупольные магнитные линзы, позволяющие формировать очень тонкий и точно направленный пучок электронов. Благодаря такому решению значительно снижается астигматизм — рассеивание электронного пучка, приводящее к недостаточной резкости и контрастности изображения (особенно по горизонтали). Но главное отличие от технологии теневой маски здесь состоит в том, что вместо металлической пластины с круглыми отверстиями, выполняющей функции маски, здесь используется вертикальная проволочная сетка (апертурная решетка), люминофор наносится не в виде точек, а в виде вертикальных полос трех основных цветов. Для гашения поперечных колебаний и придания проволочной сетке дополнительной жесткости применяются горизонтальные проволочки, которые называются Damper Wire — демпферные нити (одна в 15-дюймовых, две — в 17-дюймовых и больших мониторах). Тени от нитей видны на экране, особенно на светлом фоне, и вызывают раздражение у некоторых пользователей. Кроме того, если в процессе работы такой монитор слегка качнуть, то колебания изображения будут видны даже невооруженным глазом. Именно поэтому мониторы с этими трубками не рекомендуется ставить на системные блоки типа desktop. Остается добавить, что в электронно-лучевых трубках Sony Trinitron используется система трех пучков электронов, излучаемых одной пушкой, а в трубках Diamondtron с подобной апертурной решеткой компании Mitsubishi — система из трех лучей с тремя пушками.

Мониторы с апертурной решеткой имеют много преимуществ:

Такие дисплеи можно порекомендовать для профессионального использования, презентационной графики, мультимедиа и работы с цветом.

Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета здесь называется Strip Pitch, или шаг полосы, и измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение Strip Pitch, тем выше возможное разрешение монитора.

Разрешение

Разрешающая способность характеризует качество воспроизведения изображения монитором. Для получения высокого разрешения высококачественным в первую очередь должен быть видеосигнал. Электронные цепи должны обработать его таким образом, чтобы обеспечить правильные уровни и сочетания фокусировки, цвета, яркости и контраста. Разрешающая способность характеризуется числом точек или, как еще говорят, пикселов (Dot) на число строк (Line). Например, разрешение монитора 1024×768 означает возможность различить до 1024 точек по горизонтали при числе строк до 768.

Dot Pitch, Slot Pitch, Strip Pitch и качество монитора

Под шагом точки (величиной «зерна») монитора понимается расстояние между соседними точками одного цвета. С этим параметром обычно связывается разрешающая способность, а следовательно, и качество той или иной модели монитора.

Заметим, однако, что размер шага для трубок разных типов нельзя сравнивать напрямую: шаг точек (или триад) электронно-лучевой трубки с трехточечной теневой маской измеряется по диагонали, а шаг щелевой маски или апертурной решетки — по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге трубка с теневой маской имеет большую плотность точек по горизонтали, чем трубка с щелевой маской или апертурной решеткой. Так, 0,27 мм Dot Pitch равны примерно 0,22 мм шага по горизонтали, а с учетом конфигурации триад и полосок в других типах масок монитор с трехточечной теневой маской и шагом 0,27 мм Dot Pitch эквивалентен по разрешению монитору с щелевой маской на 0,26 мм Slot Pith (то есть меньшим примерно на 0,01) или монитору с апертурной решеткой 0,25 Strip Pitch (меньшим примерно на 0,02). Не следует забывать и о том, что некоторые производители используют в своих кинескопах переменный шаг полосы, например в мониторах с трубкой от Mitsubishi.

Отсюда, кстати, следует простой вывод о максимальном разрешении мониторов с различными типами масок: если вы аккуратно выполните все расчеты (поделите ширину и высоту рабочей области экрана на шаг точки), то получите, что оптимальным разрешением экрана, например, для 17-дюймовых мониторов с 0,27 мм Dot Pitch, 0,26 мм Slot Pith или 0,25 Strip Pitch является 1024×768 пикселов, а для того чтобы повысить его до 1280×1024, необходимо иметь 0,26 мм Dot Pitch на трехточечной теневой маске, 0,25 мм Slot Pith на щелевой маске или не более 0,24 Strip Pitch на апертурной решетке, что бы ни писали производители. Имея хорошую видеокарту и электронику монитора, можно, конечно, повысить рабочее разрешение, но тогда вы получите недостаточно четкое, размытое изображение и рискуете испортить себе зрение.

Горизонтальная развертка

Кроме шага точки, или величины «зерна», на максимально поддерживаемое монитором разрешение напрямую влияет частота горизонтальной развертки электронного луча, измеряемая в килогерцах (кГц). Время горизонтального перемещения луча от левого до правого края экрана называется периодом горизонтальной развертки. Величина, обратно пропорциональная этому периоду, называется частотой горизонтальной развертки, или просто горизонтальной разверткой (иногда встречаются названия «частота строчной развертки», «строчная частота»). Например, для монитора с разрешением 1024×768 пикселов горизонтальная развертка обратно пропорциональна времени, за которое луч сканирует 1024 пиксела. При увеличении разрешающей способности за тот же период времени луч должен отсканировать большее число пикселов. При увеличении частоты кадров также должна быть увеличена частота горизонтальной развертки. Соответственно, чем больше предельное значение (именно оно, как правило, указывается на коробке для монитора), тем выше разрешение может поддерживать монитор при приемлемой частоте кадров. Предельная частота строк является критичным параметром при разработке CRT-монитора. В таких мониторах используются магнитные системы отклонения электронного луча, представляющие собой обмотки с довольно большой индуктивностью. Амплитуда импульсов перенапряжения на катушках строчной развертки возрастает с частотой строк, поэтому данный узел оказывается одним из самых «узких мест» конструкции и одним из главных источников помех в широком диапазоне частот. Мощность, потребляемая узлами строчной развертки, также серьезно учитывается при проектировании мониторов.

Вертикальная развертка, или частота кадров

Частота регенерации (обновления) экрана — важный параметр, определяющий, как часто перерисовывается все изображение. Монитор с электронно-лучевой трубкой обновляет изображение на экране десятки раз в секунду. Это число называется частотой вертикальной развертки, или частотой кадровой развертки, и измеряется в герцах (Гц). Один герц соответствует одному циклу в секунду. Монитор с вертикальной разверткой 60 Гц имеет такую же частоту мерцания, как лампа дневного света в США, что несколько выше, чем в Европе, где частота сети 50 Гц. Если частота обхода экрана становится меньше 70 Гц, то инерционности зрительного восприятия будет недостаточно для того, чтобы изображение не мерцало. Обычно при частотах выше 75 Гц мерцание незаметно для глаза (режим без мерцания). Однако стандарт VESA рекомендует работу на частоте 85 Гц, считая это важным потребительским показателем эргономичности монитора.

При этом чем выше частота регенерации, тем более устойчивым выглядит изображение на экране: правда, исследования показали, что при частоте вертикальной развертки выше 110 Гц глаз человека уже не может заметить никакого мерцания. Но здесь следует опять же вспомнить о лампочке (частота сети питания у нас — 50 Гц) и других электроприборах. В этом случае следует учесть эффект наложения частот при искусственном освещении (особенно люминесцентном) и различных наводках в сети питания, порождающий неприятное мерцание экрана, приводящее, в свою очередь, к утомлению глаз, головным болям и даже к ухудшению зрения. Решением этой проблемы может быть повышение рабочей частоты до 100 Гц (удвоенная частота сети — 2×50) или даже выше — до 150 Гц (3×50). Заметим, что, чем больше экран монитора, тем более заметно такое мерцание, особенно для периферийного (бокового) зрения, так как угол обзора изображения увеличивается.

Поэтому при работе с плохой электропроводкой (недостаточно хорошо или вообще не экранированной) или окружающим электрическим оборудованием желательно иметь монитор, обеспечивающий частоту регенерации не менее 100 Гц.

Заметим, что значение частоты регенерации зависит не только от используемого разрешения или электрических параметров монитора, но и от возможностей видеоадаптера.

Расчет необходимой частоты горизонтальной развертки исходя из частоты кадров следующий:

Горизонтальная развертка = (число строк)×(вертикальная развертка)×1,05.

Так, например, требуемая горизонтальная развертка при вертикальной частоте 85 Гц и разрешении 1024×768 составляет:

768×85×1,05 = 68 500 Гц = 68,5 кГц.

Полоса пропускания

Под частотой точек (Dot Rate) понимают максимальное число входящих точек в секунду, которое определяется разрешением по горизонтали и периодом сканирования по горизонтали источника сигнала. Полоса пропускания видеоусилителя характеризует то, насколько полно исходный видеосигнал преобразуется в выходной. Грубо говоря, это максимальная частота, с которой электронный луч перескакивает с пиксела на пиксел. Таким образом, видеоусилитель и генератор строчной развертки должны соответствовать друг другу по качеству:

Частота точек = (разрешение по горизонтали) : (горизонтальная развертка).

Полоса пропускания = 0,35 × 2 : (время нарастания или спада сигнала).

Защитная (антибликовая) панель и антибликовое покрытие

Вопреки распространенному заблуждению, так называемые защитные экраны (даже если они оборудованы питанием и заземлением) практически не снижают уровень электромагнитных излучений. Впрочем, и электромагнитные излучения современных компьютеров вместе с мониторами находятся примерно в пределах между электронными часами и тостером и в 20 раз ниже, чем у бытового фена или пылесоса. Специальные панели предназначены в основном для минимизации отражающих свойств экрана и являются скорее антибликовыми, а для уменьшения электромагнитного излучения монитора следовало бы закрывать его боковые панели, а не экран.

В последнее время вместо антибликовой панели на мониторах используют антибликовое покрытие. Такое покрытие, как и панели, ограничивает и излучение в соответствии со стандартами ТСО.

Используя те же принципы и свойства, что и в антибликовых панелях, для придания монитору антибликовых свойств непосредственно на экран наносят многослойное защитное покрытие, не ухудшающее фокусировку. Наиболее распространенным и доступным видом антибликовой обработки экрана является покрытие диоксидом кремния. Это химическое соединение внедряется в поверхность экрана тонким слоем. Если поместить обработанный диоксидом кремния экран под микроскоп, то можно увидеть шершавую, неровную поверхность, которая отражает световые лучи от поверхности под различными углами, устраняя блики на экране, но не ухудшая изображения.

Такое покрытие одновременно является антистатическим, обеспечивая с помощью напыления специального химического состава удаление электростатического заряда. Оно требуется в соответствии с рядом стандартов по безопасности и эргономике, начиная с MPR II. В наиболее передовых технологиях обработки экрана для улучшения качества изображения используются многослойные покрытия из различных видов химических соединений. Следует обратить внимание на то, что подобные средства эффективно работают только при правильном заземлении электроприборов.

Светопередача монитора

Отношение полезной световой энергии, прошедшей через переднее стекло монитора, к излученной внутренним фосфоресцирующим слоем называется коэффициентом светопередачи. Как правило, чем темнее выглядит экран при выключенном мониторе, тем ниже данный коэффициент.

При высоком коэффициенте светопередачи для обеспечения требуемой яркости изображения нужен небольшой уровень видеосигнала, а схемотехнические решения упрощаются. Однако при этом уменьшается перепад между излучающими участками и соседними, что влечет за собой ухудшение четкости и снижение контрастности изображения и, как следствие, — ухудшение его общего качества.

При низком же коэффициенте светопередачи улучшаются фокусировка изображения и качество цвета, но для получения достаточной яркости необходим мощный видеосигнал и усложнение схемы монитора.

Монитор должен позволять осуществлять регулировку яркости и контрастности в широких пределах. Именно «заделы» яркости и контрастности являются показателями качества.

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 для определения точного значения коэффициента светопередачи следует обращаться к документации производителя.

Яркость

Регулировкой яркости устанавливается ее уровень на экране в целом, включая зону растра. Управление контрастом позволяет устанавливать яркость зоны данных, изменяя коэффициент усиления входного видеосигнала и не влияя на яркость зоны растра (рис. 5).

Контраст

Контраст характеризует яркость экрана по сравнению с темной зоной в отсутствие видеосигнала. Контраст можно настроить специальной регулировкой, воздействующей на входной видеосигнал.

Равномерность

Под равномерностью понимается постоянство уровня яркости по всей поверхности экрана монитора, обеспечивающее пользователю комфортные условия для работы. Временная неравномерность цвета может быть устранена размагничиванием экрана. Принято различать термины «равномерность распределения яркости» и «равномерность белого»:

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. Термин «несведение лучей» означает отклонение красного и синего от центрирующего зеленого.

Динамическая фокусировка

Если не предприняты специальные меры, электронный луч расфокусируется (увеличивается в диаметре) по мере своего удаления от центра 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 с помощью высоковольтного трансформатора увеличивать напряжение в соответствии с ростом отклонения луча от центра.

Мерцание

Монитору в принципе свойственно мерцание. Оно вызывается тем, что по прошествии определенного времени происходит ослабление излучения света фосфором. Чтобы поддерживать свечение, экран должен подвергаться периодическому воздействию луча от электронно-лучевой трубки. Мерцание становится заметным, если слишком велик интервал времени между воздействиями или если недостаточно время послесвечения фосфоресцирующего вещества экрана. Эффект мерцания может также усугубляться ярким экраном и большим углом зрения к нему. Устранению мерцания как проблеме эргономики в последнее время уделяется все больше внимания; уровень мерцание экрана, таким образом, становится ключевым коммерческим показателем товара. Уменьшение мерцания достигается увеличением частоты регенерации (обновления) экрана на каждом уровне разрешения. Стандарт VESA рекомендует использовать частоту не менее 85 Гц.

Муаром называются искажения, воспринимаемые глазом как волокноподобные, волнообразные разводы изображения, вызванные неправильным взаимодействием теневой маски и сканирующего луча. Фокус и муар являются взаимосвязанными показателями мониторов на базе ЭЛТ. Вообще, муар должен допускаться в некоторой мере для обеспечения хорошего фокуса.

Дрожание (Jitter)

Дрожание изображения возникает вследствие высокочастотных вибраций отверстий маски монитора, вызванных как взаимовлиянием сети, сигналов видео, смещения, блока управления микропроцессорными цепями, так и неправильной организацией заземления. Термин «дрожание» относится к колебаниям с частотами выше 30 Гц. При частотах от 1 до 30 Гц чаще употребляют термин «плавание», а ниже 1 Гц — «дрейф». Дрожание в той или иной степени свойственно всем мониторам. Хотя незначительное дрожание может остаться для пользователя незаметным, оно все же вызывает утомление глаз и должно быть отрегулировано. В предписаниях по эргономике допускается диагональное отклонение точки не более 0,1 мм. Если вы не можете устранить дрожание электрическими средствами, попробуйте увеличить частоту регенерации экрана.

Источник