Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров (Электронно-лучевые трубки)

Содержание:

Введение

Монитор компьютера - это устройство для вывода информации с видеокарты в графической форме, то есть для ее представления в визуальной форме. Главным отличием от телевизора является отсутствие встроенного тюнера, предназначенного для приема высокочастотных сигналов вещания, и декодера сигнала изображения. Современный монитор состоит из экрана, плат управления, блока питания и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает от электронного устройства, которое генерирует видеосигнал. Телевизоры также можно использовать в качестве мониторов, большинство моделей которых уже оснащено низкочастотными входами с 1980-х годов: сначала сигналы RGB, затем VGA и HDMI. Все ранние домашние и некоторые профессиональные компьютеры были разработаны специально для использования телевизора в качестве монитора. Возможность представлять информацию в графической форме имеет много преимуществ по сравнению с другими методами, поэтому огромное количество современных электронных устройств имеют дисплей для ее вывода, и компьютер не является исключением. Хотя он не является существенным элементом для работы компьютера и необходим человеку только для удобного взаимодействия с машиной, тем не менее он считается важным компонентом компьютерной системы, и его выбору уделяется пристальное внимание. Современные компьютерные мониторы формируют изображение растровым способом. Все изображение состоит из множества отдельных пикселей, таких маленьких по размеру и расположенных настолько близко друг к другу, что полученное изображение человеческий глаз воспринимает, как одно целое. Выбор любого компьютера или любого компонента начинается с определения критериев, которые в данном случае являются техническими характеристиками. При его выборе нужно знать, какой размер дисплея нужен, с каким разрешением, как он будет подключаться и для каких целей он будет используется? Чтобы ответить на эти и ряд других вопросов, необходимо знать, какие характеристики мониторов важны, какие не очень, я постараюсь подробно в этом разобраться.

Глава 1. Виды мониторов

Электронно-лучевые трубки

Самым первым появлением на рынке устройства для электронного вывода информации, являлись (ЭЛТ) которые представляют собой электровакуумные устройства, предназначенные для преобразования электрического сигнала в световое изображение с помощью тонкого электронного пучка, направленного на специальный экран, покрытый люминофором - состав, который может светиться при бомбардировке электронами. Трубка имеет нагреваемый оксидом катод с излучающей поверхностью, обращенной к отверстию в модуляторе. Небольшой отрицательный потенциал устанавливается на модулятор относительно катода. Далее вдоль оси трубки расположен фокусирующий электрод, также называемый первым анодом, его положительный потенциал способствует вытягиванию электронов из катодного пространства через отверстие модулятора и образованию из них узкого пучка. Дальнейшая фокусировка и ускорение электронов осуществляется полем второго анода. Его потенциал в трубке самый положительный и составляет единицы - десятки киловольт. Комбинация катода, модулятора и ускоряющего электрода образует электронную пушку. Неоднородное электрическое поле в пространстве между электродами действует на пучок электронов как коллективная электростатическая линза. Электроны под действием этого объектива сходятся к точке внутри экрана. Экран внутри покрыт слоем люминофора - вещества, преобразующего энергию электронного потока в свет. Снаружи место, где поток электронов падает на экран, светится.

Кроме электростатической, также применяется магнитная фокусировка электронного пучка. Для этого используется катушка постоянного тока, в которую вставлен ЭЛТ. Качество магнитной фокусировки выше, однако магнитная фокусировка громоздка и постоянно потребляет энергию. Широко используется (в кинескопах) магнитное отклонение пучка, осуществляемое двумя парами катушек с токами. В магнитном поле электрон отклоняется по радиусу круга, и угол отклонения может быть значительно больше, чем в ЭЛТ с электростатическим отклонением. Однако скорость магнитной отклоняющей системы низкая из-за инерции токовых катушек. Поэтому в осциллографических трубках только электростатическое отклонение луча используется как менее инерционное.

Экран является неотъемлемой частью ЭЛТ (Рисунок 1.).

Рисунок 1. ЭЛТ

В качестве электролюминофоров используются различные неорганические соединения и их смеси, например, сульфиды цинка и цинка-кадмия, силикат цинка, вольфрамиты кальция и кадмия и др. С примесями активаторов (медь, марганец, висмут и др.). Основные параметры люминофора: цвет свечения, яркость, интенсивность светового пятна, светоотдача, послесвечение. Цвет свечения определяется составом люминофора.

Наиболее широко используются два типа электронно-лучевых трубок: осциллографические и кинескопы. Трубки осциллографа предназначены для отображения различных процессов, представленных электрическими сигналами. Они имеют электростатическое отклонение луча, поскольку оно позволяет осциллографу отображать высокочастотные сигналы. Фокусировка, луча также электростатическая. Обычно осциллограф используется в режиме периодического сканирования: пилообразное напряжение с постоянной частотой (напряжение сканирования) подается на пластины горизонтального отклонения от внутреннего генератора сканирования, а усиленное напряжение исследуемого сигнала подается на пластины вертикального отклонения. Если сигнал периодический и его частота в целое число раз превышает частоту развертки, на экране появляется график фиксированного времени сигнала (форма сигнала). Современные осциллографические трубки имеют более сложную конструкцию, они имеют большее количество электродов, также используются двухлучевые осциллографические ЭЛТ, имеющие двойной набор всех электродов с одним общим экраном и позволяющие двум разным сигналам отображаться одновременно. Чтобы лучи, испускаемые электронными пушками, падали на свое место от трех типов люминофора и не освещали соседние области, использовалась теневая решетка, состоящая из множества отверстий, через которые проходили лучи. Благодаря теневой решетке контраст изображения увеличился, так как лучи, проходя от одной части экрана к другой, не касались люминофоров другого типа. Но, в свою очередь, количество пропущенных электронов уменьшилось, что уменьшило яркость картинки. В первых кинескопах в качестве маски использовался тонкий стальной лист с круглыми отверстиями. Такая маска называлась теневой маской, она позволяла позиционировать пучки электронов как можно точнее, но круглые отверстия задерживали довольно большую часть электронов. Впоследствии отверстия были сделаны конусообразными, что позволило увеличить их пропускную способность. Теневая маска обеспечивала высокую точность изображения, но меньшую яркость (по сравнению с щелевой и перевязочной решетками). Такие маски чаще всего используются в мониторах. Впоследствии в телевизионных кинескопах электронные пушки стали располагаться плоско, параллельно земле, что упростило настройку кинескопа и позиционирование луча. Для таких кинескопов в маске были сделаны овальные отверстия, и она называлась щелевой решеткой. Щелевая решетка обеспечивает более насыщенные цвета, чем теневая маска, но менее насыщенная, чем апертурная решетка. Но в то же время результирующее изображение острее, чем у решетки. Однако щелевая решетка склонна к муару. В результате основной областью применения таких кинескопов является телевидение. Естественно, мониторы, используемые в EDSAC, SSEM, CSIRAC и других компьютерах того времени, сильно отличались от современных ЭЛТ-мониторов и больше походили на осциллографы. Но, тем не менее, это были первые попытки вывести информацию не на принтер, а на электронный монитор, что в конечном итоге привело к созданию современного ЭЛТ-монитора.

С 50-х годов практически все компьютеры в той или иной форме использовали трубки с ЭЛТ. Наиболее значимым в этом отношении является компьютер Whirlwind (Вихрь), созданный в 1951 году в США. Он использовался на американской станции противовоздушной обороны SAGE 1 и предназначался для обработки в реальном времени непрерывно поступающего потока данных о состоянии воздушной обстановки и регистрации информации о вторжении самолетов в воздушное пространство США. Естественно, простой обработки данных было недостаточно. Необходимо было отображать полученные данные в режиме реального времени, а именно положение обнаруженных воздушных объектов. Это было невозможно сделать с помощью распространенного в то время телетайпа. Во-первых, для этого потребовалось бы огромное количество бумаги, а во-вторых, информация, напечатанная таким образом, была любимой и требовала значительных усилий и времени для принятия решений, которых у военных не было в случае вторжения самолетов противника.

Поэтому в качестве основного устройства отображения было решено использовать ЭЛТ-монитор, который позволяет визуально и, что наиболее важно, в реальном времени отображать всю информацию, необходимую для работы системы ПВО.

В шестидесятые годы почти все компьютеры были оснащены мониторами, и они начали выпускаться серийно. Для разгрузки центрального процессора ЭЛТ-мониторы были оснащены своими вычислительными ресурсами, и они стали известны как дисплейные станции. Первая такая дисплейная станция была оснащена компьютером DEC PDP-1. Дисплей станции был монохромным, имел ЭЛТ-дисплей диаметром 16 дюймов с разрешением 1024 х 1024 пикселей. Разрешение в векторных мониторах относится к числу точек, которые могут быть установлены как граничные координаты отображаемых сегментов. Вскоре появилась первая коммерческая дисплейная станция IBM 2250. IBM 2250 был разработан в 1964 году и использовался в компьютерах серии System / 360.

Также был разработан IBM 2250, который имел 12 × 12-дюймовый дисплей с разрешением 1024 × 1024 пикселей и поддерживал частоту обновления 40 Гц. Отображаемые символы, цифры и буквы состояли из отдельных сегментов и были максимально упрощены для повышения производительности. В памяти станции отображения были заложены специальные процедуры, которые отвечали за форматирование символов на экране. Таким образом, процессору центрального компьютера нужно было только указать, какой символ и где отображать на экране. Расчет отображаемого символа и управление катодным пучком проводились уже на самой дисплейной станции, что сильно разряжало компьютер. Описанные станции отображения, как и их прототипы, были векторными. Тем временем популярность компьютеров росла. Многие предприятия использовали компьютеры. Но в шестидесятые годы компьютеры были дорогими устройствами, и было невозможно обеспечить всех специалистов своими компьютерами. В результате начали развиваться терминальные системы, в которых компьютеры передавались сразу нескольким пользователям. Доступ к вычислительным ресурсам осуществлялся через специальные терминалы, оснащенные монитором, устройством ввода-вывода и подключенные к удаленному компьютеру.

Одной из первых терминальных систем, оснащенных терминалами с ЭЛТ-мониторами, была система IBM 2848. Эта система была разработана в 1964 году и состояла из одного устройства управления IBM 2848, являющегося прототипом современных видеоадаптеров, которые могли подключать до 8 терминалов IBM 2260. Системные терминалы были оснащены ЭЛТ-мониторами, способными отображать только текст с разрешением 12 строк, по 80 символов в каждой строке. Всего было отображено 64 различных символа (26 букв, 10 цифр, 25 специальных символов и 3 контрольных символа). Более того, текст отображался не на всей области ЭЛТ, а только на небольшой области размером 4 на 9 дюймов.

По сути, эта терминальная система использовалась для работы с компьютерами серии IBM system / 360. Одна из этих систем функционировала с 1969 по 1972 годы в компьютерном центре в Колумбии.

В 1972 году был создан один из первых цветных терминалов - IBM 3279. Такие устройства были чрезвычайно дорогими, поэтому их могли себе позволить только крупные институты. Дон Ланкастер вместе с группой энтузиастов решил эту проблему и создал видеотерминал для компьютеров того времени, который мог бы передавать сигнал на экран телевизора. Среди первых брендов, которые обратили внимание на эту идею, была всемирно известная компания Apple.

Шаг в нужном направлении

В конце 80-х годов произошла настоящая научно-техническая революция. Такие компании, как Apple, TI, Radio Shark, Commodore не только начали массовое производство мониторов: они уже усердно работали над своим дизайном. Конкуренция в этой сфере снизила стоимость на продукцию. В то же время предприимчивые бизнесмены начали выпуск RF-модуляторов, которые могли бы преобразовывать сигнал с композитного видеовыхода и адаптировать его. Но из-за ограниченной пропускной способности те, кто серьезно работал с компьютером, тем не менее приобретали соответствующие мониторы. В 1981 году IBM начала производство мониторов для компьютеров с монохромным дисплеем и видеоадаптером MDA, которые отличались резкими цветами. Для цветных экранов был разработан адаптер CGA, который подключался с помощью специального кабеля.

В 1984 году появился адаптер EGA, который отличался более высоким разрешением и большим количеством цветов. В течение долгого времени не было достойных конкурентов. Со временем инженеры придумали, как избавиться от необходимости подключения отдельного типа монитора для каждого типа адаптера. Монитор MultiSync, динамически поддерживающий ряд разрешений, дал толчок внедрению стандарта VGA. Это произошло в 1987 году, но слоты этого стандарта все еще можно увидеть на бюджетных видеокартах.

В середине 90-х большинство мониторов были бежевого цвета - как для ПК, так и для Mac. Эти недорогие VGA-дисплеи могут работать с целым рядом разрешений. Эксперименты с размерами мониторов позволили создать устройства с диагональю до 21 дюйма, в том числе вертикально ориентированные.

Жидкокристаллические мониторы

В настоящее время технологии плоско панельных и жидкокристаллических мониторов являются наиболее перспективными. Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему сканирования. Существует два типа ЖК-мониторов: DSTN (витые нематические с двойным сканированием и двойным сканированием) и TFT (тонкопленочные транзисторы на тонкопленочных транзисторах), также называемые пассивными и активными матрицами соответственно. Такие мониторы состоят из следующих слоев: поляризационный фильтр, стеклянный слой, электрод, контрольный слой, жидкие кристаллы, другой контрольный слой, электрод, стеклянный слой и поляризационный фильтр. Первые компьютеры использовали восьмидюймовые (диагональные) пассивные черно-белые матрицы. С переходом на технологию активной матрицы размер экрана увеличился. Почти все современные ЖК-мониторы используют панели на тонкопленочных транзисторах, обеспечивая яркое, четкое изображение гораздо большего размера.

Простые устройства (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и т. д.) могут иметь монохромный или 2-5 цветной дисплей. Многоцветное изображение генерируется с использованием 2008) в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых * VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом (6 бит на канал), 24-бит эмулируется мерцанием с дизерингом. Каждый пиксель ЖКД состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами и двумя поляризационными фильтрами, плоскости поляризации, которые перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, прошедший через первый фильтр, почти полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для начальной ориентации молекул в одном направлении. В матрице TN эти направления взаимно перпендикулярны, следовательно, в отсутствие напряжения молекулы выстраиваются в спиральную структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что перед вторым фильтром его плоскость поляризации вращается, и свет проходит через него без потерь. За исключением поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейка может считаться прозрачной. Если на электроды подается напряжение, молекулы стремятся выстроиться в направлении поля, которое искажает спиральную структуру. В этом случае силы упругости противодействуют этому, и когда напряжение отключается, молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточном значении поля почти все молекулы становятся параллельными, что приводит к непрозрачности структуры. Изменяя напряжение, вы можете контролировать степень прозрачности. Если постоянное напряжение прикладывается в течение длительного времени, жидкокристаллическая структура может разрушаться из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы используется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (непрозрачность структуры не зависит от полярности поля). Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек по отдельности, но с увеличением их количества это становится трудно осуществить, так как количество требуемых электродов увеличивается. Поэтому адресация строк и столбцов используется практически везде. Свет, проходящий через ячейки, может быть естественным - отражаться от подложки (на ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще всего они используют искусственный источник света, помимо независимости от внешнего освещения, это также стабилизирует свойства получаемого изображения. Таким образом, полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, которая обрабатывает входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно комбинация этих компонентов определяет свойства монитора в целом.

Размер монитора зависит от занимаемого пространства и, что немаловажно, его цены. Несмотря на установленную классификацию ЖК-мониторов в зависимости от диагонали экрана (15-, 17-, 19-дюймовый), классификация по рабочему разрешению более правильная. Дело в том, что в отличие от мониторов на основе ЭЛТ, разрешение которых можно изменять достаточно гибко, ЖК-дисплеи имеют фиксированный набор физических пикселей. Вот почему они предназначены для работы только с одним разрешением, называемым работником. Косвенно это разрешение определяет размер диагонали матрицы, однако мониторы с одинаковым рабочим разрешением могут иметь разный размер матрицы. Например, мониторы с диагональю от 15 до 16 дюймов в основном имеют рабочее разрешение 1024-768, что означает, что этот монитор действительно физически содержит 1024 горизонтальных пикселя и 768 вертикальных пикселей. Рабочее разрешение монитора определяет размер значков и шрифтов, которые будут отображаться на экране. Например, 15-дюймовый монитор может иметь рабочее разрешение 1024–768 и 1400–1050 пикселей. В последнем случае физические размеры самих пикселей будут меньше, и поскольку при формировании стандартной иконки в обоих случаях используется одинаковое количество пикселей, то при разрешении 1400-1050 пикселей значок будет меньше по физическим размерам. Для некоторых пользователей значки слишком малого размера с монитором высокого разрешения могут быть неприемлемы, поэтому при покупке монитора следует немедленно обратить внимание на рабочее разрешение. Конечно, монитор способен отображать изображение в другом разрешении, чем рабочее. Этот режим мониторинга называется интерполяцией. В случае интерполяции качество изображения хуже. Этот режим заметно влияет на качество отображения экранных шрифтов.

ЖК-мониторы являются цифровыми устройствами (Рисунок 2.),

Рисунок 2. Строение ЖК монитора

поэтому «родным» для них интерфейсом является цифровой интерфейс DVI, который может иметь два типа конвекторов: DVI-I, объединяющий цифровые и аналоговые сигналы, и DVI-D, передающий только цифровой сигнал. Считается, что DVI является более предпочтительным для подключения ЖК-монитора к компьютеру, хотя его можно подключить через стандартный разъем D-Sub. В пользу интерфейса DVI в случае аналогового интерфейса имеется двойное преобразование видеосигнала: сначала цифровой сигнал преобразуется в аналоговый на видеокарте (преобразование ЦАП), который затем преобразуется в цифровые электронные единицы измерения самого ЖК-монитора (преобразование АЦП), в результате увеличивается риск различных искажений сигнала. Многие современные ЖК-мониторы имеют разъемы D-Sub и DVI, что позволяет одновременно подключать к монитору два системных блока. Вы также можете найти модели с двумя цифровыми разъемами. В недорогих офисных моделях в основном используется только стандартный разъем D-Sub.

Ну и на конец о яркости. Сегодня в ЖК-мониторах максимальная яркость, заявленная в технической документации, составляет от 250 до 500 кд / м2. И если яркость монитора достаточно высокая, то это обязательно указывается в рекламных буклетах и ​​представляется как одно из основных преимуществ монитора. Впрочем, просто это одна из ловушек. Парадокс в том, что вы не можете полагаться на цифры, указанные в технической документации. Это относится не только к яркости, но и к контрасту, углам обзора и времени отклика пикселей. Мало того, что они вообще не соответствуют реальным наблюдаемым значениям, иногда трудно вообще понять, что означают эти числа. Прежде всего, существуют разные методы измерения, описанные в различных стандартах; соответственно, измерения, выполненные разными методами, дают разные результаты, и вы вряд ли сможете узнать, каким методом и как были проведены измерения. Вот один простой пример. Измеренная яркость зависит от цветовой температуры, но когда говорят, что яркость монитора составляет 300 кд / м2, возникает вопрос: при какой цветовой температуре достигается эта максимальная яркость? Причем производители указывают яркость не для монитора, а для ЖК-матрицы, что не одно и то же. Для измерения яркости используются специальные опорные сигналы генераторов с точно заданной цветовой температурой, поэтому характеристики самого монитора как конечного продукта могут значительно отличаться от тех, которые указаны в технической документации. Но для пользователя первостепенное значение имеют характеристики самого монитора, а не матрицы. Яркость - действительно важная функция для ЖК-монитора. Например, при недостаточной яркости вы вряд ли сможете играть в различные игры или смотреть фильмы на DVD. Кроме того, будет неудобно работать за монитором в дневное время (внешнее воздействие). Однако было бы преждевременным делать вывод, что монитор с заявленной яркостью 450 кд / м2 является чем-то лучшим, чем монитор с яркостью 350 кд / м2. Во-первых, как уже отмечалось, заявленная и реальная яркость - это не одно и то же, а во-вторых, вполне достаточно, чтобы ЖК-монитор имел яркость 200-250 кд / м2 (но не заявленная, но реально наблюдаемая). Кроме того, тот факт, что яркость монитора регулируется, также немаловажно. С точки зрения физики яркость можно регулировать, изменяя яркость подсветки. Это достигается либо путем регулировки тока разряда в лампе (в мониторах люминесцентные лампы с флуоресцентной лампой с холодным катодом с холодным катодом, CCFL используются в качестве подсветки), либо за счет так называемой широтно-импульсной модуляции мощности лампы. При широтно-импульсной модуляции напряжение на подсветку подается импульсами определенной длительности. В результате подсветка не светится непрерывно, а только через периодически повторяющиеся временные интервалы, но из-за инерции глаза, кажется, что лампа постоянно включена (частота повторения импульсов составляет более 200 Гц). Очевидно, что, изменяя ширину подаваемых импульсов напряжения, вы можете регулировать среднюю яркость подсветки. Помимо регулировки яркости монитора за счет подсветки, иногда эту настройку выполняет сама матрица. Фактически постоянная составляющая добавляется к управляющему напряжению на электродах ЖК-элемента. Это позволяет полностью открыть ячейку ЖК-дисплея, но не позволяет полностью ее закрыть. В этом случае, когда яркость увеличивается, черный цвет перестает быть черным, так-как матрица становится частично прозрачной, даже когда ячейка ЖК-дисплея закрыта.

Одной из важнейших характеристик ЖК-мониторов является его контраст, который определяется как отношение яркости белого фона к яркости черного фона. Теоретически контрастность монитора не должна зависеть от уровня яркости, установленного на мониторе, то есть при любом уровне яркости измеренная контрастность должна иметь одинаковое значение. Действительно, яркость белого фона пропорциональна яркости подсветки. В идеальном случае коэффициент пропускания света ячейки ЖКД в открытом и закрытом состоянии является характеристикой самой ячейки ЖКД, однако на практике это соотношение может зависеть от заданной цветовой температуры и от заданной яркости. уровень монитора. В последнее время контрастность изображения на цифровых мониторах заметно возросла, и теперь эта цифра часто достигает значения 500: 1. Но здесь все не так просто. Дело в том, что контраст можно указывать не для монитора, а для матрицы. Однако, как показывает опыт, если в паспорте указана контрастность более 350: 1, то этого вполне достаточно для нормальной работы.

Время реакции или время отклика пикселя обычно указывается в технической документации на монитор и считается одной из наиболее важных характеристик монитора (что не совсем верно). В ЖК-мониторах время отклика пикселя, которое зависит от типа матрицы, измеряется в десятках миллисекунд (в новых матрицах TN + Film время отклика пикселя составляет 12 мс), и это приводит к размытие изменяющейся картинки и может быть заметно на глаз. Различают время включения и время выключения пикселя. Время включения пикселя относится к количеству времени, необходимого для открытия ячейки ЖКД, а время выключения относится к количеству времени, необходимого для его закрытия. Когда они говорят о времени реакции пикселя, они понимают общее время включения и выключения пикселя. Время включения пикселя и время его выключения могут значительно различаться. Когда мы говорим о времени реакции пикселя, указанного в технической документации на монитор, мы имеем в виду время реакции матрицы, а не монитора. Кроме того, время отклика пикселя, указанное в технической документации, по-разному интерпретируется разными производителями матриц. Например, один из вариантов интерпретации времени включения / выключения пикселя заключается в том, что это время, когда яркость пикселя изменяется от 10 до 90% (от 90 до 10%). Пока что, говоря об измерении времени реакции пикселя, мы понимаем, что речь идет о переключении между черным и белым цветами. Если нет вопросов с черным (пиксель только что закрыт), то выбор белого неочевиден. Как изменится время отклика пикселя при измерении при переключении между разными полутонами? Этот вопрос имеет большое практическое значение. Потому что, переключение с черного фона на белый или, наоборот, в реальных приложениях встречается относительно редко. В большинстве приложений переходы обычно осуществляются между полутонами. И если время переключения между черным и белым цветами оказывается меньше, чем время переключения между оттенками серого, то время реакции пикселя не будет иметь практического значения, и будет невозможно сосредоточиться на этой характеристике монитора. Какой вывод можно сделать из вышеизложенного? Все очень просто: заявленное производителем время реакции на пиксель не позволяет нам однозначно судить о динамических характеристиках монитора. В этом смысле правильнее говорить не о времени переключения пикселей между белым и черным цветами, а о среднем времени переключения пикселей между полутонами.

Все мониторы по своей сути являются RGB-устройствами, то есть цвет в них получается путем смешивания в разных пропорциях трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Таким образом, каждый пиксель LCD состоит из трех цветовых подпикселей. Помимо полностью закрытого или полностью открытого состояния ячейки ЖКД, промежуточные состояния также возможны, когда ячейка ЖКД частично открыта. Это позволяет создавать цветовые оттенки и смешивать цветовые оттенки базовых цветов в правильных пропорциях. Количество цветов, воспроизводимых монитором, теоретически зависит от того, сколько цветовых оттенков можно сформировать в каждом цветовом канале. Частичное открытие ячейки ЖКД достигается подачей необходимого уровня напряжения на управляющие электроды. Следовательно, количество воспроизводимых цветовых оттенков в каждом цветовом канале зависит от того, сколько различных уровней напряжения можно подать на ЖК-элемент. Формирование произвольного уровня напряжения потребует использования цепей ЦАП с большой разрядностью, что чрезвычайно дорого. Поэтому в современных ЖК-мониторах чаще всего используются 18-разрядные ЦАП, а реже - 24-разрядные. При использовании 18-разрядного ЦАП для каждого цветового канала имеется 6 битов. Это позволяет создать 64 (26 = 64) различных уровня напряжения и, соответственно, получить 64 цветовых оттенка в одном цветовом канале. Всего путем смешивания цветовых оттенков разных каналов можно создать 262 144 цветовых оттенка. При использовании 24-битной матрицы (24-битная схема ЦАП) каждый канал учитывает 8 битов, что позволяет нам генерировать 256 (28 = 256) цветовых оттенков в каждом канале, и в целом такая матрица воспроизводит 16 777 216 цветовых оттенков. В то же время для многих 18-битных матриц в паспорте указывается, что они воспроизводят 16,2 миллиона цветовых оттенков. В чем здесь дело и возможно ли это? Оказывается, что в 18-битных матрицах, благодаря всевозможным хитростям, вы можете приблизить количество цветовых оттенков к тому, что воспроизводят реальные 24-битные матрицы. Для экстраполяции цветовых оттенков в 18-битных матрицах используются две технологии (и их комбинации): дизеринг (дизеринг) и FRC (управление частотой кадров). Суть технологии сглаживания заключается в том, что недостающие цветовые оттенки получаются путем смешивания ближайших цветовых оттенков соседних пикселей. Рассмотрим простой пример. Предположим, что пиксель может находиться только в двух состояниях: открытом и закрытом, причем закрытое состояние пикселя образует черный, а открытый красный. Если вместо одного пикселя мы рассмотрим группу из двух пикселей, то, кроме черного и красного, мы также можем получить промежуточный цвет, экстраполируя тем самым из двухцветного режима в трехцветный. В результате, если изначально такой монитор может генерировать шесть цветов (по два на каждый канал), то после такого сглаживания он будет воспроизводить уже 27 цветов. Схема сглаживания имеет один существенный недостаток: увеличение цветовых оттенков достигается за счет уменьшения разрешения. Фактически это увеличивает размер пикселя, что может отрицательно повлиять на рендеринг деталей изображения. Суть технологии FRC заключается в манипулировании яркостью отдельных подпикселей с их дополнительным включением / выключением. Как и в предыдущем примере, считается, что пиксель может быть либо черным (выключен), либо красным (включен). Каждый субпиксель принимает команду включения с частотой вертикальной развертки, то есть при частоте сканирования кадра 60 Гц каждый субпиксель получает команду включения 60 раз в секунду. Это позволяет генерировать красный цвет. Если вы заставляете пиксель включаться не 60 раз в секунду, а только 50 (на каждом 12-м шаге, не включайте, а выключайте пиксель), в результате яркость пикселя будет составлять 83% от максимальной, что будет позволяют создавать промежуточный цветовой оттенок красного. Оба рассмотренных метода экстраполяции цвета имеют свои недостатки. В первом случае это возможное мерцание экрана и небольшое увеличение времени реакции, а во втором - вероятность потери деталей изображения. Довольно сложно отличить 18-битную матрицу с экстраполяцией цвета от истинной 24-битной матрицы. В то же время стоимость 24-битной матрицы намного выше.

Глава 2. Параметры мониторов

Типы матриц

1. Самый старый тип матрицы, который до сих пор занимает значительную долю рынка и не собирается покидать его, это TN, который не продавался долгое время - в основном продаются улучшенные модификации, TN + film: улучшения позволили довести горизонтальные углы обзора до 130-150 градусов, но с вертикальными вещами плохо: даже с отклонением в дюжину градусов цвета начинают меняться, вплоть до инвертирования. Кроме того, по большей части такие мониторы не покрывают 70% sRGB, что означает, что они не будут подходить для коррекции цвета. Другим недостатком является довольно низкая максимальная яркость, обычно она не превышает 150 кд / м^2: этого достаточно только для работы в помещении. Казалось бы - все, TFT TN сильно устарели. Однако у этих матриц задержка время отклика не превышает 1 мс, что теоретически позволяет выводить до 1000 отдельных кадров в секунду, отличное решение для e-sports. Ну, кроме того, в таких матрицах яркость над ушами доводится до 250-300 кд / м^2, а цветовая гамма как минимум соответствует 80-90% sRGB: в любом случае это не работает для коррекции цвета, но для игр это идеальное решение.
2. IPS матрицы начали свой путь на пользовательском рынке с телефонами, где низкие углы обзора матриц TN сильно мешали нормальному использованию. За последние несколько лет цена на мониторы IPS значительно упала, и теперь их можно купить даже на бюджетном компьютере. Эти матрицы имеют два основных преимущества: углы обзора достигают почти 180 градусов как по горизонтали, так и по вертикали, и они обычно имеют хорошую цветовую гамму прямо из коробки - даже в мониторах дешевле, чем на 10 тысяч рублей, часто есть профиль с покрытием 100% sRGB. Но, увы, минусов также достаточно: это низкий контраст, обычно не выше 1000, из-за которого черный цвет выглядит не как черный, а как темно-серый, и так называемый эффект свечения, при просмотре с под определенным углом матрица кажется розоватой (или пурпурной). Также раньше была проблема с малым временем отклика - до 40-50 мс (что позволяло честно отображать только 20-25 кадров, остальные были размытыми). Однако сейчас такой проблемы нет, и даже дешевые IPS-матрицы имеют время отклика не более 4-6 мс, что позволяет спокойно выводить 100-150 кадров - этого более чем достаточно для любого использования.
3. Чуть позже в мире была представлена ​​новая матрица, учитывающая многочисленные пожелания как геймеров, так и офисных работников - MVA. Единственным недостатком таких мониторов была кривизна некоторых оттенков. Но противники матрицы TN отметили цветопередачу как вполне терпимую и подходящую для большинства задач. Конечно, не все стало гладко и идеально сразу. Первые модели были довольно медленными даже по сравнению с предшественниками TN. Иногда при быстрой смене кадров пользователь может заметить изображение, которое нельзя изменить в течение нескольких мгновений. Эта проблема была решена чуть позже, когда на рынок вышли ускоренные матрицы такого типа. Но на таких мониторах все в порядке с контрастностью и углами обзора. Черный - это черный, а детали видны даже в самых маленьких вариациях. Неудивительно, что профессиональные дизайнеры выбирают MVA. Существует другой вид матрицы этого типа. Его зовут ПВА. Он был разработан корейской корпорацией Samsung. ПВА намного быстрее и контрастнее. Работать над такой матрицей одно удовольствие, поэтому она заняла свое достойное место в нише для профессионалов.
4. OLED матрицы - это новейшие матрицы, которые начали появляться на пользовательском рынке всего пару лет назад по астрономическим ценам. У них много плюсов: во-первых, у них нет такой вещи, как яркость черного, потому что при выводе черного светодиоды не являются банальными, поэтому черный цвет выглядит как черный, а контраст в теории - бесконечность. Во-вторых, время отклика таких матриц составляет десятые доли миллисекунды - это в несколько раз меньше, чем даже в киберспортивном TN. В-третьих, углы обзора не только составляют почти 180 градусов, но и яркость практически не падает при наклоне монитора. В-четвертых, очень широкая цветовая гамма, которая может быть на 100% AdobeRGB, не каждая матрица IPS может похвастаться таким результатом. Однако, увы, есть две проблемы, которые сводят на нет многие преимущества: это мерцание матрицы на частоте 240 Гц, которое может привести к боли в глазах и повышенной усталости, а также к выгораниям пикселей, так что такие матрицы недолговечны. Третья проблема, с которой сталкиваются многие новые решения, - это невероятно высокая цена, иногда вдвое превышающая профессиональную IPS. Однако всем уже ясно, что будущее за такими матрицами, и их проблемы будут решены, а цены упадут.
5. QD (Quantum Dots) – это еще одна перспективная технология, основанная на использовании квантовых точек. На данный момент мониторов, изготовленных по этой технологии, немного, и они недешевы. Технология позволяет преодолеть практически все недостатки, присущие всем остальным вариантам матрицы, используемым в дисплеях. Единственным недостатком является то, что глубина черного не достигает уровня, который имеют экраны OLED. Работают такие типы мониторов на основе использования нанокристаллов, размером от 2 до 10 нанометров. Разница в размерах не случайна, когда к ним прикладывают напряжение, они начинают излучать свет и с определенной длиной волны (то есть с определенным цветом), которая зависит от размера этих кристаллов. Цвет также зависит от материала, из которого сделаны нанокристаллы, а именно: красный цвет - размер 10 нм, сплав кадмия, цинка и селена; зеленый цвет - размер 6 нм, сплав кадмия и селена; синий цвет - размер 3 нм, соединение цинка и серы. Синие светодиоды используются в качестве подсветки, а квантовые точки, отвечающие за зеленый и красный, наносятся на подложку, и сами эти точки никак не упорядочены. Они просто смешаны вместе. Синий свет, падающий на них от светодиода, заставляет их светиться с определенной длиной волны, образуя цвет. Эта технология позволяет обойтись без установки световых фильтров, поскольку нужный цвет уже был получен заранее. Это улучшает яркость и контрастность, поскольку можно избавиться от одного из слоев, составляющих экран. В отличие от OLED, глубина черного немного ниже. Стоимость таких экранов все еще высока. Но сам факт такого развития потрясает. Рассмотрим таблицу в (Приложение 1).

Разрешение экрана

Сначала вы должны четко понимать, как изображение отображается на мониторе. Он состоит из специальных точек - пикселей. Вы можете сделать сравнение с вышивкой, чтобы лучше понять, что описано. Узор получается из собранных вместе крестов, каждый из которых был вышит отдельно. Изображение на мониторе выглядит так же, только пиксели отображаются в виде крестиков. Они намного меньше, расположены близко друг к другу. Вот почему создается впечатление целостности изображения. Отдельные точки в этом случае не видны невооруженным глазом. Они также могут принимать разные цвета в зависимости от конкретной ситуации. Это позволяет пользователям просматривать фильмы, картинки, переключать окна и мгновенно видеть соответствующие изменения на экране. Разрешение - это размер изображения, отображаемого на экране монитора (в пикселях). Чем больше пикселей, тем четче и качественнее изображение.

Также было разрекламировано широкоформатное вещание, основными параметрами разрешения которого включают высоту и ширину. Таким образом, когда вы заходите на панель управления и переходите в раздел настроек монитора, вы можете открыть окно, в котором указано используемое разрешение. Например, если этот индикатор имеет размер 1366x768 пикселей, это означает, что 1366 пикселей расположены справа налево, а 768 - снизу-вверх. Этот вариант является оптимальным. С его помощью информация с экрана может передаваться максимально четко для пользователя с нормальным зрением. В этом окне вы можете изменить разрешение экрана. Например, уменьшить его до 1024 пикселей, растянуть изображение. Стоит отметить, что физическое количество пикселей остается неизменным, изображение меняется.

Инновации рекламировались, основной упор делался на удобство. Таким образом, пользователь должен лучше воспринимать информацию, отображаемую по бокам монитора, а не сверху и снизу. Однако можно пропустить определенный нюанс. Ведь производство широкоэкранных мониторов значительно дешевле. Действительно, если мы возьмем мониторы в формате 4: 3 и 16: 9, где диагонали равны, получается, что их площадь различна. Экран 4: 3 обеспечивает больше рабочего пространства, чем 16: 9. Однако производство широкого монитора требует значительно меньше ресурсов, чем квадратный. Есть много мнений по этому вопросу. Некоторые пользователи выступают за широкий формат, а другие, наоборот, против. Так или иначе, каждый из этих мониторов имеет свои преимущества и недостатки. Большинство людей, привыкших к компьютеру с разрешением 4: 3, не одобряют широкий формат.

Таким образом, в процессе работы в офисных программах, например, Microsoft Word и других подобных, с одинаковым масштабом, экраны 5: 4 способны отображать больше строк, чем их аналоги, которые имеют широкий формат. Это не требует постоянного перемещения вверх и вниз по листу, чтобы найти определенную информацию. Пользователь может видеть весь лист, однако в то же время он не особенно теряется в удобстве чтения текста. Широкие мониторы способны растягивать «квадратную» картинку, из-за чего круглые предметы превращаются в овалы, растягивая лица и тела персонажей на мониторе. Хорошо, что работа ведется по всем проблемам. Таким образом, на мониторе 5: 4 можно просматривать широкоэкранные фильмы. Правда, черные поля будут наблюдаться в верхней и нижней частях экрана. Это сделано для того, чтобы не частично обрезать изображение. То же самое можно сделать на экране с широким разрешением. Изображение будет иметь свои исходные параметры и не будет распространяться по всей области монитора. Что касается компьютерных игр, то в этом случае разработчики добавили возможность поддержки различных форматов. Однако важно, что широкий формат удобен в первую очередь для производителя. Поэтому оно постоянно навязывается пользователям за счет сокращения производства квадратных экранов. И это успех. В конце концов, большинство людей в погоне за модой. Не думая об удобстве. И это с учетом того факта, что экраны с форматами 4:3, 5:4 значительно дешевле, чем широкоэкранные мониторы. Стоит отметить, что для производства последних требуется значительно меньше материала. Руководствуясь логикой, можно предположить, что они должны стоить дешевле.

Как уже упоминалось выше, производители сами решают, какое расширение лучше. Таким образом, они ставят потребителей в затруднительное положение. На сегодняшний день известно более тридцати различных стандартов видео. Каждый из них имеет разное разрешение и соотношение сторон. Например, стандарт видео XGA имеет разрешение 1024 × 768 (786k) или 640 × 480 (307k), а соотношение сторон составляет 4:3. В то же время стандарт VGA имеет четыре разрешения 640 × 480, 640 × 350, 320 × 200, 720 × 400 и пропорции 4:3, 64:35, 16:10, 9:5 соответственно. В настоящее время наибольшее количество пикселей имеет видео стандарт WHUXGA (7680 × 4800 36864k). Это широкоэкранный.

При выборе монитора геймером он должен заранее ознакомиться с требованиями, предъявляемыми к определенным играм, а затем, исходя из предложенных данных, сделать для себя вывод. В любом случае никто не может точно сказать, какое разрешение требуется ему.

Если пользователь сталкивается с выбором разрешения экрана для работы с офисными приложениями или просмотра почты, новостей в социальных сетях, рекомендуется обратиться к специалистам по этому вопросу. Он поможет понять проблему и объяснить все детали. Для транспортировки устройства удобнее, чтобы оно было прямоугольной формы, отличалось компактностью. Так что он может поместиться в сумке или рюкзаке. Прямоугольный монитор позволяет удобно открывать два окна одновременно. Если экран имеет разрешение 4: 3 или 5: 4, это позволяет получить больше места для просмотра, а также для работы с одним документом. Таким образом, каждый пользователь самостоятельно решает, с каким разрешением ему удобно работать.

На сегодняшний день наиболее популярным разрешением является Full HD (1920x1080). В целом, для любого изготовленного монитора есть свои рекомендуемые характеристики. Например, для мониторов размером 17-19 дюймов производитель рекомендует установить 1280x1024. Именно с этим значением монитор будет работать лучше всего. А если рассматривать 15-дюймовую версию, то стандартное разрешение будет 1024х768. Стоит отметить, что этот параметр можно изменить самостоятельно и настроить для себя, но помните, что если вы используете разрешение меньше стандартного, то изображение будет иметь облачный эффект, который явно принесет неудобства и дискомфорт. Многое также зависит от диагонали монитора: чем он больше, тем выше будет разрешение экрана. Рассмотрим таблицу в (Приложение 2).

Яркость и контрастность

Яркость, с научной точки зрения, является параметром, который характеризует световой поток, испускаемый монитором, определяя самый яркий белый цвет, который может воспроизводить это устройство. ЖК-мониторы обычно в два раза ярче, чем их ЭЛТ-аналоги. Но, как правило, яркость ЖК-монитора не превышает 225 кандел на квадратный метр, что сопоставимо с яркостью телевизора. Яркость экрана монитора ЭЛТ практически одинакова в разных точках. В жидкокристаллическом мониторе яркость может заметно различаться. Например, по краям экрана яркость может быть значительно ниже, чем в центре (20-30%). Это связано с особенностью получения изображения на ЖК-мониторах, которая заключается в том, что панель с жидкими кристаллами освещается сзади мощным потоком света, который излучается люминесцентной или галогенной лампой. Иногда используется не одна, а две или более лампы. Поэтому очень трудно получить равномерное распределение света по всей площади экрана жидкокристаллического монитора. Чаще всего свет распределяется неравномерно, что влияет на яркость изображения в разных частях экрана. В результате использования этой функции ЖК-монитора на экране могут появиться темные и светлые пятна. Неравномерная яркость изображения у ЖК мониторов с диагональю 14? и более усиливается за счет того, что их экран состоит не из одной, а из двух матриц. ЖК мониторы с диагональю 12 и 13 находятся в лучшем положении - их экран состоит из одной сплошной матрицы. Но мониторы с такой диагональю давно уступили свое место на рынке своим более крупным аналогам. Поэтому почти все существующие на сегодняшний день ЖК-мониторы имеют этот недостаток. Они могут отличаться только степенью тяжести, то есть для одних, это едва заметно, для других это сразу бросается в глаза. Это еще один из недостатков жидкокристаллических моделей, в которых они уступают обычному ЭЛТ-монитору. Хотя у последнего есть этот недостаток, и для того, чтобы его исключить, производителям также необходимо много работать. Однако самые качественные мониторы для массового рынка и дорогие модели для профессионального использования имеют практически идеальную однородность яркости изображения, в то время как большинство ЖК-панелей в этом смысле все еще далеки от лучших CRT-мониторов. Так что для дизайнеров ЖК-панелей еще много работы. Этот недостаток также может быть устранен в ближайшее время. Но нас интересует сегодняшняя ситуация. Кроме того, у ЖК-мониторов есть и другие недостатки. Одним из них является их недостаточная чувствительность к изменениям уровня яркости. То есть вы все равно можете изменить уровень яркости, только эффект будет мало заметен или вообще не заметен. Этот недостаток будет очень беспокоить вас при работе на солнце, так как изображение на экране будет тусклым и размытым. Вы наблюдали этот недостаток не раз, если имели дело с ноутбуками. В ноутбуках этот дефект неизбежен, так как связан с особенностями их технологии. Дело в том, что портативный компьютер имеет небольшой вес и габариты, а также должен потреблять мало энергии. Поэтому при изготовлении ноутбука не используют «полную» лампу, которая есть в ЖК-мониторах. И вот почему трудно понять, почему один и тот же дефект присущ некоторым LCD-моделям.

Другой параметр, который необходимо упомянуть, это контраст. Диапазон контрастности - параметр, который описывает диапазон от самых ярких белых до самых темных черных цветов, которые может воспроизводить этот монитор. Сравнивая характеристики ЖК- и ЭЛТ-мониторов, следует отметить, что первые выигрывают с точки зрения яркости, но проигрывают в диапазоне контрастности. Для большинства ЖК-мониторов диапазон контрастности находится в диапазоне 400, хотя в некоторых более продвинутых моделях он может достигать и 600. Но есть одна оговорка, производители ЖК-мониторов, стремясь поразить покупателя большим значением параметра, используют разные обозначения. Если бы они использовали обычные устройства, диапазон контрастности был бы намного ниже, чем у традиционных мониторов с ЭЛТ, для которых значение этого параметра колеблется от 350: 1 (обычные простые модели) до 700: 1 (последние профессиональные модели). Другими словами, обычный ЭЛТ-монитор отражает более широкий диапазон тонов и, следовательно, обеспечивает более живое, реальное изображение. Этот факт должен быть принят во внимание теми, кто занимается цифровой обработкой, из-за своей работы или из-за личных увлечений. Подобные проблемы могут быть связаны с контрастностью, как при настройке яркости ЖК-мониторов. Многие из них почти нечувствительны к изменению его уровня, и в некоторых случаях, несмотря на вполне адекватное изменение контрастности изображения в ответ на изменение его уровня, глубина контраста может быть недостаточной. К сожалению, что касается вопроса о яркости монитора, еще не было разработано никаких стандартов для определения диапазона контрастности. Поэтому, опять же, вам прежде всего придется положиться на свои глаза и ваше личное впечатление от прямого контакта с монитором. Я хотел бы добавить, что эти две проблемы приобретают особое звучание, если пользователь носит очки. Не вдаваясь в подробности, отметим, что ЭЛТ-мониторы не имеют ничего другого между поверхностью самой трубки EL и глазами пользователя. Это означает, что нет ненужного барьера. В жидкокристаллическом мониторе есть такое препятствие - устройство, состоящее из нескольких элементов. А при использовании любых очков с поляризационными свойствами контраст, а, следовательно, и качество изображения в целом, снижается еще больше. Если вы носите обычные очки (с близорукостью или дальнозоркостью), то возникает другая проблема. Материал, из которого изготовлены очки (стекло или пластик), становится дополнительным источником отражения света. Это приводит к тому, что часть светового потока теряется и, опять же, контраст уменьшается. Из-за того, что у ЖК-мониторов уже есть проблемы с этим, для пользователей ПК с нарушениями зрения было бы хорошо иметь специальные очки с двусторонним антирефлексным покрытием, предназначенные только для работы на компьютере. К сожалению, они довольно дорогие, поэтому любой может оставить это на свое усмотрение. Но лучше вообще не использовать такие очки (если у вас недостаточно денег), чем покупать дешевые аналоги, которые могут еще больше испортить ваше зрение. Напоследок хочу еще раз упомянуть такой параметр, как угол обзора. Это уже упоминалось выше, но сейчас речь идет конкретно о его влиянии на яркость и контрастность монитора. Связь между этими параметрами очень четко проявляется в жидкокристаллических мониторах. Разница в качестве изображения на ЖК-мониторе отчетливо видна в зависимости от того, какую позицию мы смотрим на экран. Если вы отклоняетесь от допустимого угла зрения, качество резко снижается, цветопередача ухудшается, а яркость и контрастность уменьшаются. Поэтому при покупке ЖК-монитора обязательно учитывайте этот параметр. Угол обзора не должен быть ниже 120 °. К счастью, у ЭЛТ-монитора такой проблемы нет, и изображение будет одинакового качества независимо от того, в каком углу комнаты вы смотрите. Хотя в последние годы технология производства жидкокристаллических мониторов сделала большой шаг к решению этой проблемы, этот фактор все еще является одним из наиболее существенных недостатков ЖК-технологий. Низкая контрастность и повышенная яркость могут повредить зрение, поэтому при выборе и настройке монитора оба эти параметра также должны быть учтены в обязательном порядке.

Глубина черного цвета

Этот параметр редко указывается в технических характеристиках, хотя влияет на качество изображения. При использовании монитора в нормальных условиях, при дневном или искусственном освещении может быть сложно оценить этот параметр. Другое дело, если вы отображаете черное изображение, то при низком уровне внешнего освещения или в полной темноте станет заметно, что какой-то черный цвет не совсем черный и может даже выглядеть как серый. Некоторые области экрана могут выглядеть ярче, чем соседние области. Это все из-за того, что подсветка используется для получения изображения на экране ЖКД, и для отображения черного она не выключается, а блокируется поворотом кристаллов, чтобы они не пропускали свет. К сожалению, они почти не пропускают свет; часть света, тем не менее, преодолевает этот барьер. На картинке выше вы можете видеть, что черный цвет все еще имеет какой-то серый оттенок. Опять же, многое зависит от технологии изготовления матрицы. Черный на экранах VA больше похож на черный, чем, например, на IPS. Конечно, многое зависит от качества используемой матрицы, настроек, настроек, но в целом это так. OLED-экраны на квантовых точках и другие новые технологии лучше всего работают с черным. С определенной степенью погрешности уровень черного можно рассчитать, поделив яркость на контраст. Например, при яркости экрана 300 кд / м2 и контрастности 1000: 1 мы получаем значение 0,3. Это означает, что черные пиксели будут светиться (теоретически они не должны светиться вообще, и только в этом случае мы можем говорить о действительно черном цвете) с яркостью 0,3 кд / м2.

Покрытие мониторов

Одно из важных параметров мониторов, является его покрытие. И так, в чем же отличие между матовым и глянцевым монитором? На самом деле, при использовании одной матрицы при изготовлении экрана, разница заключается только в типе покрытия: в одном случае оно глянцевое, в другом - матовое. Одни и те же производители имеют в своей линейке продуктов мониторы, ноутбуки и многофункциональные устройства с обоими типами экранов: возможно, что при выборе глянцевого или матового дисплея для следующего продукта вероятность его использования в различных условиях так или иначе оценивается. Считается, что глянцевые дисплеи имеют более богатое изображение, более высокую контрастность и более глубокий черный цвет. В то же время солнечный свет и яркое освещение могут вызвать блики, которые мешают нормальной работе за глянцевым монитором. Матовая поверхность экрана обладает антибликовым покрытием, поэтому работа при ярком освещении за экраном такого типа должна быть более комфортной. Обратная сторона более тусклая, я бы сказал, что мы смотрим на монитор сквозь очень тонкий белый лист. Лично я предпочитаю глянцевые экраны с точки зрения качества изображения, но в то же время я не сижу на солнце с ноутбуком, у меня нет окна позади меня, я включаю свет, как мне нравится. То есть я не испытываю проблем с бликами. С другой стороны, если вы покупаете ноутбук для работы на улице в другую погоду или монитор в офисе, где много флуоресцентных ламп или прожекторов, использование глянцевого дисплея действительно может стать проблемой.

Время отклика

Чем дольше время отклика, тем дольше монитор будет реагировать на уже измененное изображение. Это совершенно неважно, например, при работе с текстовым документом или электронной таблицей: большинство пользователей печатают менее быстро, чтобы заметить, что монитор отображает символы медленно. Параметр практически не учитывается при работе с графикой и обработкой видео: здесь важнее, чтобы монитор отображал полную палитру цветов и искажал их как можно меньше. Тем не менее, время отклика очень важно для игр, а также при просмотре блокбастеров с погонями и перестрелками, где сцены развиваются с безумной скоростью. Хочу отметить, что в случае с играми речь не идет о шутерах и прочих динамичных забавах - даже примитивная казуальная игра из категории «три в ряд» предполагает, что картинка, пусть и в некоторых областях монитора, будет постоянно меняться и довольно быстро. Добавьте всевозможные эффекты и анимацию, которые добавляют разработчики, и вы получите полную картину. Наиболее распространенный способ измерения времени отклика GtG, то есть сокращение от зеленого до зеленого. Характеристика показывает, как долго пиксель должен изменять яркость с 90% до 10%. Этот метод измерения очень популярен в отделах маркетинга и продаж: даже самая дешевая матрица в этом случае может показать достойный результат. Более точные данные могут быть получены при измерении с использованием метода BWB, то есть «черный на черный» - время, в течение которого пиксель переключается с черного на белый и обратно на черный. Иногда также используется BtW - время переключения с полностью черного на полную яркость пикселя.

Угол обзора монитора

Это величина отклонения от перпендикулярной оси, при просмотре которой пользователь увидит изображение без каких-либо искажений. Измеряется как вертикально, так и горизонтально. Хороший монитор, особенно для домашнего мультимедийного центра, должен иметь широкий диапазон - возможно, владелец часто будет смотреть фильмы в большой компании друзей. Те, кто сидит в центре комнаты, прямо напротив экрана, увидят неискаженную картинку. Гости, разбросанные по периферии, увидят искаженное изображение, что никоим образом не способствует увеличению удовольствия от просмотра. Для игрового компьютера, который предполагается использовать отдельно, сидя строго перед монитором, вы можете выбрать экран с более низкой скоростью. Современные стандарты предполагают, что производители определяют угол обзора как угол отклонения относительно перпендикулярной поверхности матрицы оси, при взгляде с которой контраст в центре экрана падает до 10. Однако этот метод имеет ряд недостатков. Становится заметно даже уменьшение контраста в несколько раз, то есть даже при 100, трудно наслаждаться просмотром фильма. На практике вы увидите, что изображение отличается от заявленного при более низких значениях. Кроме того, некоторые производители указывают на снижение контрастности не на 10, а на 5, то есть фактически искусственно «увеличивают» значение параметра без каких-либо изменений в конструкции матрицы. Маркетологи кричат ​​о революционном прорыве и огромном увеличении угла обзора, но на самом деле все, что изменилось, - это методология его измерения. Таким образом, инновационный дисплей с результатом 170/160 легко получается из не очень качественной TN-матрицы с углом обзора 90/65. Кроме того, измерения всегда проводятся в центре экрана. Но человек, сидящий рядом с большим монитором (это как минимум 23 дюйма), боковыми краями и тем более углами, он уже видит себя под немного другим углом, чем в центре. В маленьких углах экрана даже одноцветная заливка будет выглядеть неравномерно. Как правило, производитель указывает максимальный угол как итог в обоих направлениях, в случае отклонения от нормы, то есть перпендикуляра, который строго падает в центр экрана. В то же время изображение искажается по-разному при уменьшении или увеличении. При взгляде сверху угол обзора обычно больше, а искажение цвета не так выражено. Это неудобно хотя бы потому, что в случае отклонения от вертикали пользователь обычно смотрит на матрицу немного снизу, например, во время просмотра фильма удобно разложить на любимом диване.

ШИМ

Широтно-импульсная модуляция - это один из способов уменьшить восприятие яркости экрана монитора или телевизора. Эффект мерцания создается путем применения регулярных импульсов с заданной чистотой. В то же время подсветка экрана включается и выключается с очень высокой скоростью. Довольно сложно заметить такой эффект самостоятельно. Стоит отметить, что чем выше частота мерцания, тем труднее человеку будет работать на ноутбуке или компьютере. Он используется для достижения широкого диапазона регулировки яркости. По мнению экспертов, это один из самых удобных и простых способов достижения этой цели. Любой объект, который является генератором света, производит мерцающий эффект. Исключение составляют лампы накаливания. Законодательство Российской Федерации предусматривает, что коэффициент мерцания на рабочем месте не должен превышать 10-20% при частоте ниже 300 Гц. Несмотря на то, что широтно-импульсная модуляция стандартно работает на частоте 175 Гц, это может привести к заметным негативным изменениям в мониторе.

Глубина цвета

Одним из параметров, отвечающих за цветопередачу, является цветовая гамма, которая характеризует, насколько яркими и насыщенными цветами может похвастаться картинка на экране. Сегодня для домашнего использования достаточно немного миллиона цветов, но профессионалам все еще нужно больше. Например, даже с матрицами одного типа цветопередача может отличаться в зависимости от качества продукта. Как ни странно, подсветка, а также электроника, преобразующая сигнал с видеокарты в покадровое сканирование, существенно влияет на передачу цвета. За то, насколько хорошо сигнал будет обработан правильно, отвечает гамма-кривая - функция, которая связывает начальное значение сигнала и его яркость на матрице монитора. Любой цвет формируется из трех основных - красного, синего и зеленого. Соответственно, матрица монитора имеет определенную битовую глубину для каждого такого цвета, измеряемую в битах. Если для каждого цвета есть 8 битов, то мы получаем 256 оттенков каждого цвета, что в комбинации дает 16,7 миллионов цветов. Все отлично, монитор показывает отлично, его можно взять. Для начала нужно учитывать, что с 6-битной цветовой кодировкой вы можете получить 262 тысячи цветов. Как вы получаете последние 16 миллионов? Именно благодаря технологии FRC (Frame Rate Control). Суть в том, чтобы получить «недостающие» полутона, показывая промежуточный кадр с двумя разными цветами, которые в итоге дают те оттенки, которые недоступны для 6-битной матрицы. На самом деле, у нас есть еще одно мерцание. Имеет ли FRC плохо? Опять же, многое зависит от задач, которые выполняются на мониторе, и от характеристик зрения. Кто-то не замечает FRC, кто-то наоборот, это раздражает. Да и сугубо субъективно: если вам приходится работать с цветом, было бы лучше иметь монитор с «честной» 8-битной матрицей. Для профессионалов доступны мониторы с 10-битной матрицей, позволяющие отображать более миллиарда цветов. Я думаю, что нет необходимости говорить, что стоимость таких мониторов не наименьшая, и для офиса, и для дома, игры используйте 8-битный монитор или даже 6-битный + FRC, если мерцание не заметно и требования не высокие.

Частота обновления экрана

Изменение частоты обновления экрана было важно на старых мониторах с CRT-системой, где низкая частота обновления фактически приводила к тому, что дисплей заметно мерцал при обновлении. Более высокая частота обновления устраняет визуальное мерцание и делает изображение удобным для просмотра. На современных плоских ЖК-мониторах и светодиодных мониторах вы не увидите мерцания даже при более низкой частоте обновления. Однако более высокая частота обновления приводит к значительному увеличению плавности конечного изображения. Вот почему более дорогие мониторы, в основном предназначенные для игр, предлагают высокую частоту обновления экрана, такую как «144 Гц» или «240 Гц», что значительно выше, чем частота обновления экрана типичного персонального компьютера при «60 Гц». Максимальная частота обновления, которую вы можете использовать, зависит от внутренних характеристик вашего монитора. Как правило, более дешевые мониторы поддерживают более низкие частоты обновления, в отличие от более дорогих мониторов. И если к компьютеру подключено несколько мониторов, то каждый из них будет иметь свою собственную частоту обновления. Когда я выбираю монитор для себя, более высокая частота обновления является хорошим преимуществом, но это не всегда самая важная характеристика, на которую нужно обратить внимание. Существуют и другие важные параметры изображения, такие как время отклика матрицы, точность цветопередачи и угол обзора монитора. Но независимо от озвученных характеристик, пользователи всегда стремятся выбирать мониторы с самой высокой частотой обновления, даже уменьшая другие параметры. Зачастую современные персональные компьютеры настроены на автоматический выбор наилучшей, максимальной частоты обновления для каждого подключенного монитора. Но этот выбор не всегда автоматический из-за внутренних настроек системы, поэтому иногда вам может потребоваться изменить частоту обновления экрана вручную.

Заключение

Мониторы один из основных компонентов ПК, от их характеристик зависит, какое изображение монитор будет давать на выходе. Развитие видео систем идет полным ходом, мне с трудом удается представить, какие-же технологии ждут нас в дальнейшем, но уже сейчас есть глобальные наработки для 3D систем, таких как: системы виртуальной реальности и голографические экраны. С развитием этих технологий, будут появляться новые возможности для человечества в будущем.

Список используемой литературы

1. Амирханов, Л.И. Артиллерия российских мониторов. Гангут, 2011 г.
2. Головач, В.В. Дизайн пользовательского интерфейса, 2009 г.
3. Мирошниченко С.П. Жидкокристаллические мониторы. Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2004 г.
4. Родин А.В. Современные мониторы. Слон-пресс, 2007 г.
5. Тюнин Н.А Микросхемы для современных мониторов. Слон-пресс, 2015 г.
6. https://infotechnica.ru. История развития мониторов.
7. https://dic.academic.ru. Жидкокристаллический монитор.
8. https://www.ferra.ru. Жидкокристаллические дисплеи.
9. https://andiriney.ru. Характеристики мониторов, о которых полезно знать.

Приложение 1.

Сравнение матриц мониторов

Типы матриц	TN	IPS	MVA/PVA	OLED	QD
Время отклика	Низкое	Среднее	Среднее	Очень низкое	Среднее
Углы обзора	Малые	Хорошие	Средние	Отличные	Отличные
Цветопередача	На низком уровне	Хорошая	Хорошая, чуть хуже, чем у IPS	Отличная	Отличная
Контрастность	Средняя	Хорошая	Хорошая	Отличная	Отличная
Глубина черного	Низкая	Хорошая-отличная	Отличная	Отличная	Чуть хуже, чем у OLED
Стоимость	Низкая	Средняя-высокая	Средняя	Высокая	Высокая

Приложение 2.

Сравнение разрешений мониторов

Разрешение в пикселях	Название формата	Соотношение сторон изображения
1280×1024	SXGA	5:4
1366×768	WXGA	16:9
1440×900	WSXGA, WXGA+	16:10
1600×900	WXGA++	16:9
1680×1050	WSXGA+	16:10
1920×1080	Full HD (1080p)	16:9
1920×1200	WUXGA	16:10
2560×1080		21:9
2560×1440	WQXGA	16:9
3440×1440		21:9
3840×2160	4K UHD (Ultra HD)	16:9
4096×2160	4K DCI (Cinema 4K)	19:10
5120×2880	5K/UHD+	16:9