Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров (История создания и развития компьютерных мониторов)

Содержание:

Введение

Персональный компьютер начинается с монитора. Может быть, для сервера или станции рендеринга на первый план выдвигаются другие компоненты, но персональный компьютер просто обязан иметь отличный монитор. Этот компонент компьютерной системы служит верой и правдой несколько лет и нередко переживает все остальные блоки. Иногда от исходной системы через три-четыре года остаются корпус да жесткий диск, а дисплей продолжает радовать глаз высоким разрешением и яркими цветами.

Монитор (дисплей) компьютера – это устройство, предназначенное для вывода на экран текстовой и графической информации. Его можно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение. До пятидесятых годов компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства. В то время компьютеры часто оснащали осциллографами, которые, однако, использовались не для вывода информации, а для проверки электронных цепей вычислительной машины.

Впервые в 1950 году в Кембриджском университете (Англия) электронно-лучевая трубка осциллографа была использована для вывода графической информации на компьютере EDASC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Через полтора года английский ученый Кристофер Стретчи написал для компьютера «Марк 1» программу, игравшую в шашки и выводившую информацию на экран. Реальный прорыв в представлении графической информации на экране монитора произошел в Америке в рамках военного проекта на базе компьютера «Вихрь». Данный компьютер использовался для фиксации информации о вторжении самолетов в воздушное пространство США. Первая демонстрация «Вихря» прошла 20 апреля 1951 года – радиолокатор посылал информацию о положении самолета компьютеру, и тот передавал на экран положение самолета-цели, которая изображалась в виде точки и буквы T (target). Это был первый крупный проект, в котором электронно-лучевая трубка использовалась для отображения графической информации.

Глава 1. Типы мониторов

1.1 История создания и развития компьютерных мониторов

Сегодня человек, который использует в повседневной своей жизнедеятельности современный компьютер, как правило, никогда не задумывается о том, насколько разительно он отличается от тех, что существовали на заре становления вычислительной техники. Какой поразительный эволюционный путь он прошел, прежде чем превратиться в то, что мы наблюдем сегодня! Взять хотя бы привычный для нашего взгляда современный компьютерный монитор. Он не всегда выглядел таким, каким мы видим его в наши дни. Если оглянуться назад, лет на сорок – пятьдесят, то можно увидеть, что первые мониторы, в нашем сегодняшнем понимании, являли собой неотъемлемую часть компьютера, которая предназначалась для контроля над вводом или выводом исключительно текстовой информации. Это были так называемые «Видеотелетайпы», маленькие экраны которых были снабжены электронно-лучевой трубкой, способной выводить информацию лишь в двух цветах – чёрном и белом.

Такое положение дел было вплоть до конца семидесятых годов, пока на основе телевизоров не разработали первые дисплеи для компьютеров с композитным видеовыходом.

В 1981-ом году IBM представила первый персональный компьютер, который состоял из трёх частей: клавиатуры, системного блока и монитора. В этом же году компания IBM выпустила монохромные дисплеи, поддерживающие видеоадаптер MDA (Monochrome Display Adapter), что принесло компьютерам резкость изображения. Чуть позже появились мониторы, которые поддерживали новый стандарт CGA (Color Graphics Adapter) для цветной графики.

Они передавали четыре цвета и давали разрешение 320 x 200 пикселей. Далее IBM уже к 1984-му году представила улучшенный стандарт EGA (Enhanced Graphics Adapter). Теперь мониторы отображали 16 цветов и имели разрешение экрана 640 x 350 пикселей. В 1987-ом году IBM представила следующий стандарт для видеоадаптеров и мониторов – VGA (Video Graphics Array). Этот стандарт для передачи цветовой информации предполагал использование аналогового сигнала, который разрешал использовать VGA-мониторы совместно с последующими адаптерами новых поколений, способных осуществлять вывод большего количества цветов. На 1987-ой год мониторы при разрешении 640x480 пикселей были способны отображать уже 254 цвета.

В 90-х годах вместе с прогрессом в создании комплектующих для компьютеров развивались и компьютерные мониторы, которые достигли цветопередачи в 16,8 миллионов цветов при разрешении 1600 x 1200 пикселей. Однако распространённые в то время мониторы на основе электронных лучевых трубок (ЭЛТ-мониторы) обладали целым рядом серьёзных недостатков, основными из которых были их громоздкость и высокая величина электромагнитного излучения. Тем не менее можно смело утверждать, что до начала 21-го века была эра ЭЛТ-мониторов.

Однако вскоре разрабатывавшиеся ещё с шестидесятых годов дисплеи на основе жидких кристаллов громко заявили о себе. Поначалу это были очень несовершенные конструкции, которые не могли похвастаться ни размерами экрана, ни цветопередачей, ни контрастностью. В восьмидесятых они лишь нашли применение в качестве дисплеев калькуляторов и электронных часов. Однако вскоре с развитием новых материалов и технологий они сперва достигли по всем параметрам ЭЛТ – мониторы, а скоро по некоторым параметрам и превзошли их. На сегодняшний день ЖК-мониторы являются наиболее распространёнными, и, скорее всего, этот текст Вы читаете, используя один из таких мониторов.

Прогресс не стоит на месте, и уже на замену ЖК – мониторам идут новые мониторы на основе органических светодиодов (OLED), которые, как предполагается, будут значительно дешевле и намного удобнее в использовании, чем ЖК - мониторы. Кроме этого ведутся разработки по созданию доступных 3D – мониторов. Развитие мониторов, как и жизнь, продолжается.

Сегодня на рынке присутствуют мониторы, выполненные по двум принципиально разным технологиям. Первая из них базируется на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), генерирующих световой поток. Более современная технология основана на свойствах жидких кристаллов (ЖК), которые работают как затворы, перекрывающие постоянный световой поток. Параметры изображения, формируемого аппаратами разных технологий, потребительские и технические характеристики мониторов на ЭЛТ и ЖК заметно различаются^[1].

Для начала определимся с базовыми понятиями, применимыми для любого типа монитора. По сегодняшним меркам монитор с перспективой службы в несколько лет должен иметь диагональ видимой области изображения 17-18 дюймов (43-46 см). Если планируется интенсивно использовать компьютер для просмотра видеофильмов и телепередач, лучше выбрать аппарат с диагональю видимой области 19-20 дюймов (48-51 см). Размер видимой области определяет площадь, занимаемую изображением на экране. Он тесно связан с технологиями производства ЭЛТ, поскольку не вся фронтальная поверхность трубки доступна для вывода изображения.

Для ЖК-дисплеев размер видимой области совпадает с размером панели жидких кристаллов. Из этого различия вытекает и разный физический смысл при обозначении размера монитора по диагонали. Для мониторов на базе ЭЛТ размер по диагонали характеризует только трубку (видимая область всегда меньше), а для ЖК-панелей совпадает с размером изображения. Исторически сложилось так, что модельный ряд ЭЛТ-дисплеев включает трубки с диагоналями 15, 17, 19, 21, 22 дюйма. Для ЖК-мониторов в основном используют панели с диагоналями 15, 17, 18, 19, 20 и более дюймов. Разрешение изображения на дисплее измеряют в точках по горизонтали и вертикали. Чем выше это значение, тем больше объектов можно разместить на экране, тем лучше детализация изображения. Разрешение изображения зависит от возможностей видеокарты и дисплея. Очевидно, что оно не может превышать число физических элементов экрана, формирующих точки изображения. Для мониторов приняты следующие типовые значения разрешения: 15» 1024×768; 17»-18» 1280×1024; 19»-22» 1600×1200. Профессиональные 22-дюймовые мониторы могут иметь оптимальное разрешение 1920×1440 точек.

Следующим критическим параметром для качества изображения является цветопередача. Она характеризуется не только глубиной цветового охвата (то есть количеством отображаемых цветов), но и верным соотношением цветов, их совпадением с естественной цветовой палитрой. Электронно-лучевые трубки в принципе лучше отображают цвета, чем жидкокристаллические матрицы. Однако совершенствование технологии изготовления ЖК-мониторов привело к улучшению качества цветопередачи.

1.2 Выбор монитора

Обычно при выборе монитора не часто стоит вопрос, для чего он будет использоваться, так как в понимании большинства покупателей хороший монитор должен быть универсальным - на нем можно работать без усталости долгие часы подряд, комфортно играть в игры до поздней ночи, блуждать по Интернету до утра в поисках выхода или запоем смотреть любимые фильмы и сериалы.

Тогда почему на рынке существует так много моделей, большинство которых отличаются друг от друга совсем несущественно, не проще ли и дешевле придумать несколько универсальных хороших мониторов и штамповать их миллионами? Ответ прост - чтобы побольше продать, так как скорее всего, что Вы выберете монитор того производителя, у которого их десятки моделей, а не того, у кого их три штуки, хотя и очень хорошие. Ну и создать попутно для Вас иллюзию выбора. Но среди сотен моделей обязательно есть всего лишь несколько мониторов, которые действительно могут считаться лучшими в своих нишах. О том, как их найти или помочь сделать свой собственный выбор, рассмотрим ниже.

Диагональ экрана монитора Диагональ экрана - это главная характеристика, которая отличает один монитор от другого и при этом существенно влияет на цену. Наглядно разница в размерах для самых распространенных диагоналей изображена на рисунке, хотя небольшой масштаб изображения и не позволяет реально оценить разницу. По отзывам большинства покупателей, монитор с диагональю 18.5'' - маленький, 19-21.5'' - обычный, 23-24'' - большой, 27'' - очень большой, 30'' и больше - что-то типа «вау». Условно по размерам можно выделить 4 группы мониторов: 18.5-20 дюймов - бюджетный и офисный сегмент^[2].

По причине низкой цены небольшие мониторы обычно выбирают организации для своих сотрудников, а также покупатели, которые сильно ограничены в средствах или же по каким-то принципиальным причинам предпочитают небольшие мониторы; 21.5-24 дюйма - массовый сегмент.

Больше половины мониторов, проданных в 2015 году, принадлежат к этой группе. Естественно, это знают и создатели контента (игр, сайтов, видео и т.д.), поэтому многие из них изначально рассчитывают в первую очередь на такие диагонали; 27 дюймов - перспективный сегмент. При установке недорогого монитора такой диагонали на стандартном расстоянии (50-80 см от глаз) изображение может выглядеть немного грубоватым, так как уже могут быть заметны отдельные пиксели изображения; 30 дюймов и выше - эксклюзивный сегмент.

По причине высокой цены и слишком большой ширины (противоположные края находятся за пределами поля зрения без движения головы) мониторы с диагональю более 27 дюймов вряд ли смогут стать массовым продуктом, поэтому покупатели выбирают их нечасто.

Очень редко встречаются системы из нескольких мониторов, которые имеют некоторые плюсы (например, высокая реалистичность в играх), но для нормальной работы такого совсем недешевого монстра необходим очень мощный компьютер, к тому же, в текущем 2016 году ожидается начало поставок виртуальных очков/шлемов по приемлемой цене, которые дешевле, удобнее и при этом имеют просто ошеломляющий эффект присутствия в виртуальном мире. И хотя вряд ли они быстро вытеснят обычные мониторы, так как создают слишком высокую нагрузку на зрение, но способны заменить собой большую часть мониторов очень больших диагоналей. Настоятельно рекомендуется покупать только большие мониторы с диагональю 24 дюйма и выше по нескольким причинам: на большом экране одновременно доступно больше информации без скроллинга (не нужно активно работать мышкой); с некоторыми большими объектами (карты, схемы, чертежи, сложные таблицы) работать на маленьких экранах крайне неудобно; в играх большой экран занимает практически все зрительное пространство игрока, что добавляет реалистичности; ожидаемый срок службы современных LED-мониторов - до 10-12 лет, поэтому покупать на такой длительный срок маленький монитор как минимум неразумно. Существует распространенное заблуждение, что мониторы с диагональю 24 дюйма и выше утомительны для глаз («разбегаются глаза»).

В действительности же это всего лишь странная легенда, так как к большому монитору привыкаешь быстро, чего не скажешь наоборот. Дизайн и эргономика монитора Дизайн - это второе после размера, на что обращает внимание покупатель при выборе монитора, хотя по важности - это чуть ли не последний фактор^[3].

Стоит заметить, что чем более уникальный и редкий дизайн монитора, тем выше вероятность попасть на неудачную модель, которая любит поездки на ремонт в сервис-центр. По этой же причине не стоит особенно обращать внимание на разнообразные эксклюзивности, потому что мы обычно смотрим не «на монитор», а «в монитор», и всякие фишки перестанут замечаться уже через неделю. Тем не менее, при выборе монитора на некоторые элементы дизайна все же стоит обратить внимание: - тонкая рамка вокруг экрана (особенно черного цвета или в тон интерьера) менее заметна и поэтому меньше отвлекает от восприятия информации; - такая казалось бы мелочь, как яркий индикатор питания может сильно подпортить жизнь, так как яркий свет в глаза при слабом внешнем освещении сильно раздражает. Лечится настройками в меню монитора (иногда) или кусочком изоленты в цвет корпуса монитора (не очень эстетично, но надежно); - все мониторы имеют возможность изменять наклон вперед-назад, а вот регулировка по высоте есть далеко не у каждой модели.

Слишком низко стоящий монитор требует наклона головы вниз, что приводит к повышенной усталости и через некоторое время может вызвать проблемы со здоровьем в районе шейных позвонков.

Разрешение, пропорции и размер зерна монитора Так как в настоящее время большинство медиа для персональных компьютеров (видео, игры, многие программы и сайты) проектируются под пропорции 16:9 и стандартные разрешения HD (1366x768 пикселей), FullHD (1920x1080 пикселей), WQHD (2560x1440 пикселей) и UltraHD (4K, 3840x2160 пикселей), то для более полной совместимости мониторы стоит выбирать именно с такими разрешениями - HD (небольшие мониторы), FullHD (средние и большие мониторы), WQHD (огромные мониторы) и UltraHD (большие и огромные мониторы). К слову, последний формат сможет быть актуальным для массового покупателя только через несколько лет, так как еще некоторое время будет слишком мало для него качественного контента, а смотреть сериалы типа «Все 125 серий + бонус на одном DVD» на UltraHD-мониторе как минимум глупо.

По этой же причине не стоит увлекаться сверхдетальными «живыми» презентациями мониторов и телевизоров UltraHD в магазинах - это всего лишь демонстрация. Единственное, где уже сейчас можно оценить преимущества UltraHD - это просмотр качественных фото в оригинальном качестве, которые сняты на фотоаппарате среднего уровня или выше.

В продаже все еще доступны так называемые «квадратные» 19-дюймовые мониторы с пропорциями 5:4 - при своей сравнительно невысокой цене они удобны для работы с документами и поэтому востребованы офисными работниками, но все же по причинам, указанным выше, малопригодны для универсального использования. Размер зерна (самой маленькой точки изображения) влияет на качество отображения информации. Чем он крупнее (выше зернистость) - тем лучше читаются мелкие шрифты, что особенно важно для людей преклонного возраста или с плохим зрением, но одновременно грубее отображается все остальное - фото, плавные линии и т.д. Чем он меньше (ниже зернистость) - тем более реалистично выглядят фотографии и другие сложные объекты, но одновременно мелкие шрифты могут быть практически нечитабельными. Тенденция такова, что все большее количество программ корректно используют масштабирование и поэтому в будущем все новые мониторы будут со сверхмелким зерном, при этом изображение будет очень четким и реалистичным, а мелкие шрифты - корректно увеличены до приемлемого уровня.

Но в настоящее время еще есть множество программ, работать с которыми на мониторах с очень мелким размером зерна практически невозможно. В большинстве случаев размер зерна мониторов: 18.5-20.1 дюймов - крупный (0.27-0.30 мм); 21-22 дюйма - мелкий (0.24-0.25 мм); 23 дюйма - средний (0.265 мм); 23.6-24 дюйма - крупный (0.27-0.28 мм); 27-28 дюймов (по цене до 500 у.е.) - очень крупный (0.31-0.32 мм); более 29 дюймов - от среднего до очень крупного (0.26-0.31 мм); UltraHD мониторы - очень мелкий (0.14-0.18 мм).

По мнению многих покупателей, самое лучшее соотношение цены, диагонали и размера зерна у 24-дюймовых FullHD мониторов. Если у Вас слабое зрение, то настоятельно не рекомендуется покупать мониторы с мелким и средним размером зерна, так как многие детали и системные шрифты будут слишком мелкими для комфортной работы. И хотя позже можно будет изменить разрешение или масштабирование, чтобы сделать изображение более крупным, но при этом обычно сильно ухудшается четкость и/или искажаются пропорции. Некоторые покупатели жалуются на так называемый «кристаллический эффект» (нечеткие границы отдельных пикселей изображения), другие в тех же самых моделях мониторов никогда его не замечают, так как это связано с особенностями зрения и восприятия каждого отдельного человека^[4].

По этой же причине наличие или отсутствие кристаллического эффекта не указывается в технических характеристиках монитора и он определяется только лично или субъективно по результатам тестов. Стоит заметить, что кристаллический эффект может присутствовать только у мониторов с матовым покрытием, у глянцевых и глянцевых антибликовых его никогда не бывает, зато в них могут отражаться хорошо освещенные предметы, расположенные за спиной, что может раздражать гораздо сильнее указанного эффекта. Выше размещены рядом два макрофото - монитор со средне выраженным кристаллическим эффектом (слева) и монитор без кристаллического эффекта (справа). Так как осязаемые преимущества матовых экранов в большинстве случаев важнее, чем глянцевых, то в настоящее время более 80% мониторов производятся именно с матовыми экранами.

Тип матрицы, углы обзора и подсветка монитора. Вторая по важности характеристика монитора после его размера - это тип матрицы, но есть еще и углы обзора, тип, яркость и равномерность подсветки, контрастность и скорость отклика, которые очень тесно связаны между собой и обычно хорошие значения одного параметра предполагают, что и другие параметры будут как минимум неплохими. Сложности добавляет еще и то, что типов и подтипов матриц существует больше десятка (например, самые распространенные - TN и IPS, а также существуют PVA, MVA, PLS и т.д.), каждые из которых в свою очередь имеют разные характеристики. Но если очень упрощенно об основных типах, то TN-матрицы самые быстрые и дешевые, но имеют хуже углы обзора и глубину черного цвета, IPS-матрицы (PLS в версии Samsung) имеют самую лучшую цветопередачу и углы обзора, но одновременно дорогие и сравнительно медленные, а матрицы типа PVA и MVA лучше всех передают черный цвет, но одновременно есть трудности при передаче полутонов и проблема с изменением цветового баланса при разных углах зрения. Вывод неутешительный - при таком разнообразии не существует идеального типа матрицы, у всех есть недостатки и при желании их можно легко заметить.

Следует знать, что в большинстве случаев мониторы на матрице... TN - недорогие и быстрые, поэтому идеальны для геймеров и тех, кто хочет сэкономить на покупке монитора; PVA и MVA - имеют сравнительно невысокую цену, самую высокую контрастность и при этом приемлемую скорость, поэтому отлично подходят в качестве универсальных мониторов для дома; IPS (PLS) - обычно дорогие, но обладают очень качественной цветопередачей и хорошей контрастностью, поэтому лучше всего подходят для работы с графикой и фотографиями, а также покупателям, которым цифры на ценнике не важны.

Технологии не стоят на месте и часто мониторы с разными типами матриц обладают очень близкими характеристиками и даже опытный специалист не всегда «на глаз» сможет правильно отделить один тип от другого, поэтому при выборе монитора не стоит особенно зацикливаться на типе матрицы. Что действительно важно для конкретного монитора - так это углы обзора, максимальная яркость и контрастность матрицы. Одной из самых неприятных особенностей современных мониторов являются ограниченные углы обзора (искажение изображения при просмотре с разных сторон), что особенно критично для мониторов больших диагоналей на TN-матрицах, так как в отдельных случаях даже при прямом взгляде на монитор изображение по углам уже будет искажаться. Чтобы обезопасить себя от подобных проблем, необходимо выбирать монитор с углами обзора не ниже 170 по горизонтали и 160 по вертикали.

Подсветка экрана до недавних пор осуществлялась специальными люминесцентными лампами (CCFL), у которых были ощутимые недостатки - ограниченный срок службы и неравномерная засветка. В настоящее время большинство мониторов обладают светодиодной (LED) подсветкой, которая по некоторым параметрам значительно лучше CCFL - неравномерность обычно менее выражена, а ожидаемый срок службы закончится намного позже, чем монитор окажется на свалке как морально устаревший. Неравномерность подсветки на дешевых мониторах (до 100 у.е.) часто может быть сильно заметна, но на более дорогих моделях она редко портит жизнь и обычно ее можно увидеть, только если специально провести тест типа «темный экран в темной комнате» или при просмотре темной сцены фильма с огромными полями сверху и снизу.

Проблема равномерности подсветки актуальна даже для самых лучших дорогих мониторов, но, опять же, если очень захотеть ее увидеть. Ультратонкие мониторы чаще страдают болезнью неравномерной подсветки, чем аналогичные по классу мониторы стандартной толщины. Низкие значения контрастности монитора (500:1 и меньше) обычно выражаются в полной неспособности отображать черный цвет - на светлых участках изображений это будет незаметно, а вот темные и черные участки будут отображаться темно-серыми.

Различные технологии типа динамической контрастности в некоторых ситуациях могут немного исправить этот недостаток, но все же лучше покупать мониторы со значением статической контрастности 1000:1 и выше. Необходимо также учитывать, что по результатам тестов реальные значения контрастности обычно немного ниже паспортных. Время отклика и частота развертки (обновления). Первый - почти мифический для геймеров параметр, которые для максимальной реалистичности игр часто отбрасывают все другие факторы и выбирают именно те мониторы, время отклика в которых 5 и меньше миллисекунд.

В действительности же проблема медленных матриц уже давно побеждена даже самыми недорогими современными мониторами, но в силу особенностей человеческого зрения (которое еще 10-20 мс как бы помнит предыдущее изображение) и отличиями в выводе изображений на CRT и LCD (у первых изображение гаснет уже через 1 мс после прорисовки и 9-15 мс до следующего кадра мы бы увидели только темноту, а у вторых предыдущий кадр остается неизменным до замены следующим) «старые дутые» мониторы часто кажутся более быстрыми, чем даже самые лучшие современные мониторы. Как несложно догадаться, для наблюдаемого максимального быстродействия монитора нашим глазам важны не только время отклика, но и максимальная частота обновления изображения^[5].

Так как стандартная частота обновления изображения матриц большинства современных мониторов равняется 60 Гц, то теоретически времени отклика 15 мс вполне достаточно, но в силу некоторых других причин мониторы стоит выбирать с временем отклика не выше 10 мс (но если будет меньше - то хуже от этого, естественно, не будет). Кстати, поэтому же бессмысленно «выжимать» из современных видеокарт FPS выше 60, так как «лишние» кадры на таких мониторах будут просто игнорироваться. Геймерские мониторы с частотой обновления 120-144 Гц позволяют отображать очень быстрые динамические сцены в играх гораздо более естественно, чем обычные модели мониторов, но зато имеют значительно более высокую цену и почти всегда - TN-матрицу, соответственно, далеко не самые лучшие углы обзора, значения контрастности и глубину цветопередачи. Обязательным «дополнением» для таких мониторов является наличие очень мощной видеокарты, способной на такие же или более высокие значения FPS в большинстве игр, что ощутимо увеличивает стоимость системы в целом, поэтому покупать подобные мониторы рекомендуется только в тех случаях, когда активные динамичные игры занимают очень важное место в жизни.

Гораздо более разумным решением будет покупать дорогие мониторы с технологией G-Sync (только под видеокарты NVidia) или гораздо более дешевые мониторы с аналогичной технологией FreeSync (только под видеокарты AMD), так как частота обновления изображения в них точно соответствует игровой в данный момент времени, поэтому отсутствуют подергивания/разрывы изображения и даже на частотах до 60 Гц игровой процесс выглядит значительно более реалистичным и качественным. Безопасность современных мониторов довольно-таки высока (нет пугающего многих рентгеновского излучения и тому подобных страшилок из прошлого), но стоит помнить, что повышенная яркость вызывает усталость глаз и после нескольких часов работы может появиться легкая резь в глазах. Слишком низкая яркость тоже напрягает зрение, так как необходимо всматриваться, к тому же в таком режиме подсветка большинства недорогих LED-мониторов начинает значительно мерцать - для сознания почти незаметно, но у многих людей может вызывать дополнительную усталость глаз, так как зрачку приходится пытаться успеть подстроиться под изменение яркости всей поверхности матрицы монитора.

Оптимальным значением для монитора с максимальной яркостью 250 кд/кв.м является 70-90% - изображение достаточно яркое, чтобы не всматриваться, но при этом мерцание слабо выражено, чтобы не утомлять зрение. Покупать мониторы с максимальной яркостью матрицы 200 кд/кв.м и меньше настоятельно не рекомендуется, так как при хорошем внешнем освещении изображение будет слишком блеклым. Другие параметры мониторов Большинство мониторов имеют в наличии устаревший аналоговый вход D-SUB (VGA) - как наиболее совместимый с другими устройствами, но информация по нему передается в аналоговом (нецифровом) виде, поэтому обязательно присутствуют искажения (чаще всего это потеря четкости и смазывание), причем чем выше разрешение монитора - тем они заметнее. Поэтому для мониторов с разрешением HD и выше настоятельно рекомендуется наличие цифровых входов - DVI или HDMI (второй предпочтительнее, так как он имеет более высокую пропускную способность, встроенный канал для аудио и выглядит аккуратнее).

Хотя встроенные динамики очень удобны, но сложно поверить, что они смогут дать глубокий качественный звук. Встроенные динамики идеальны для офисного монитора, а в домашних условиях совсем не ровня даже начальным решениям 2.1 (2 динамика и сабвуфер) уже по цене 30-40 у.е. (например, бюджетного производителя Genius), не говоря о более серьезных устройствах. Но если и покупать монитор со встроенными динамиками, то необходимо не забыть и о встроенной вебкамере. Если предполагается установка монитора не на столе, а на стене или специальной подставке, то необходимо наличие сзади монитора крепления VESA. Также крепление VESA часто используют не по прямому назначению, а для крепления сзади монитора компактного системного блока, чтобы поучить моноблок, который по цене будет значительно дешевле фабричных моделей^[6].

Сенсорный экран просто незаменим в планшетах, он даже может быть иногда удобным в ноутбуках-трансформерах, но установка его на мониторах больших диагоналей очень сомнительна, так как активная работа вызывает серьезную усталость рук. Может быть, с появлением огромных сенсорных полупрозрачных экранов (подобно в фильме «Аватар») и наступит эра «больших сенсоров», но все же попробуйте для эксперимента несколько минут передвигать перед собой руками воображаемые окна и поймете, что гонять мышку по столу все же намного легче. Изогнутый экран - модная фишка, которая обещает значительно большее погружение в виртуальную реальность игры или фильма, но она же имеет и очень ощутимые недостатки. Во-первых, чтобы эффект погружения действительно был ощутимым, монитор должен быть очень большой диагонали (от 30 дюймов) и располагаться очень близко (60-100 см). Во-вторых, это монитор «для эгоиста», так как находиться необходимо строго перед ним, изображение для зрителя сбоку будет иметь очень сильные искажения.

И в-третьих, изогнутые экраны более сложны в производстве, поэтому теоретически обладают меньшей надежностью, но при этом значительно более высокой ценой. Любителям максимально глубокого погружения в виртуальную реальность уже в текущем 2016 году будут доступны приемлемые по цене качественные виртуальные очки/шлемы, невероятная глубина и реалистичность изображения в которых в принципе не может сравнится с существующими технологиями для мониторов.

Глава 2. Стандарты безопасности мониторов

2.1 Сертификаты TCO и MPRII

      

Все мы хоть раз слышали о том, что мониторы опасны для здоровья. С целью снижения риска для здоровья различными организациями были разработаны рекомендации по параметрам мониторов, следуя которым производители мониторов борются за наше здоровье. Все стандарты безопасности для мониторов регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей, создаваемых монитором при работе. Практически в каждой развитой стране есть собственные стандарты, но особую популярность во всем мире (так сложилось исторически) завоевали стандарты, разработанные в Швеции и известные под именами TCO и MPRII. Расскажем о них подробнее.

TCO (The Swedish Confederation of Professional Employees, Шведская Конфедерация Профессиональных Коллективов Рабочих), членами которой являются 1.3 миллиона шведских профессионалов, организационно состоит из 19 объединений, которые работают вместе с целью улучшения условий работы своих членов. Эти 1.3 млн. членов представляю широкий спектр рабочих и служащих из государственного и частного сектора экономики.
TCO никак не связана с политикой или религией, что является одной из определяющих причин, позволяющей объединяться различным коллективным членам под крышей одной организации.

Это была цитата из официального документа TCO. Дело в том, что более 80% служащих и рабочих в Швеции имеют дело с компьютерами, поэтому главная задача TCO - это разработать стандарты безопасности при работе с компьютерами, т.е. обеспечить своим членам и всем остальным безопасное и комфортное рабочее место. Кроме разработки стандартов безопасности, TCO участвует в создании специальных инструментов для тестирования мониторов и компьютеров.

Стандарты TCO разработанны с целью гарантировать пользователям компьютеров безопасную работу. Этим стандартам должен соответствовать каждый монитор, продаваемый в Швеции и в Европе. Рекомендации TCO используются производителями мониторов для создания более качественных продуктов, которые менее опасны для здоровья пользователей. Суть рекомендаций TCO состоит не только в определении допустимых значений различного типа излучений, но и в определении минимально приемлемых параметров мониторов, например, поддерживаемых разрешений, интенсивности свечения люминофора, запас яркости, энергопотребление, шумность и т.д. Более того, кроме требований, в документах TCO приводятся подробные методики тестирования мониторов. Некоторые документы и дополнительную информацию можно найти на официальном сайте TCO: tco-info.com

Рекомендации TCO применяются как в Швеции, так и во всех Европейских странах для определения стандартных параметров, которым должны соответствовать все мониторы. В состав разработанных TCO рекомендаций сегодня входят три стандарта: TCO'92, TCO'95 и TCO'99, нетрудно догадаться, что цифры означают год их принятия.

Большинство измерений во время тестирований на соответствие стандартам TCO проводятся на расстоянии 30 см спереди от экрана и на расстоянии 50 см вокруг монитора. Для сравнения: во время тестирования мониторов на соответствие другому стандарту MPRII все измерения производятся на расстоянии 50 см спереди экрана и вокруг монитора. Это объясняет то, что стандарты TCO более жесткие, чем MPRII.

Стандарт TCO'92 был разработан исключительно для мониторов и определяет величину максимально допустимых электромагнитных излучений при работе монитора, а также устанавливает стандарт на функции энергосбережения мониторов. Кроме того, монитор, сертифицированный по TCO'92, должен соответствовать стандарту на энергопотребление NUTEK и соответствовать Европейским стандартам на пожарную и электрическую безопасность.

Стандарт TCO'92 рассчитан только на мониторы и их характеристики относительно электрических и магнитных полей, режимов энергосбережения и пожарной и электрической безопасности. Стандарт TCO'95 распространяется на весь персональный компьютер, т.е. на монитор, системный блок и клавиатуру, и касается эргономических свойств, излучений (электрических и магнитных полей, шума и тепла), режимов энергосбережения и экологии (с требованием к обязательной адаптации продукта и технологического процесса производства на фабрике). Заметим, что в данном случае термин «персональный компьютер» включает в себя рабочие станции, серверы, настольные и напольные компьютеры, а также компьютеры Macintosh.

Стандарт TCO'95 существует наряду с TCO'92 и не отменяет последний. Требования TCO'95 по отношению к электромагнитным излучениям мониторов не являются более жесткими, чем по TCO'92. Кстати, что касается эргономики, то TCO'95 в этом отношении предъявляет более строгие требования, чем международный стандарт ISO 9241. Отметим, что LCD и плазменные мониторы также могут быть сертифицированы по стандартам TCO'92 и TCO'95, как, впрочем, и портативные компьютеры. К слову, мыши не подлежат сертификации TCO'95. В разработке стандарта TCO'95 принимали совместное участие четыре организации: TCO, Naturskyddforeinegen, NUTEK и SEMKO AB. Naturskyddforeinegen (The Swedish Society for Nature Conservation) - Шведское общество защиты природы. Это их знак в виде летящего сокола размещен на эмблеме TCO'95. Интересно было бы узнать транскрипцию названия этой уважаемой организации. NUTEK (The National Board for Industrial and Technical Development in Sweden) - Шведская правительственная организация, занимающаяся исследованиями в области энергосбережения и эффективного использования энергии.

Компания SEMKO AB занимается тестированием и сертификацией электрических продуктов. Это независимое подразделение группы British Inchcape. SEMKO AB разработала тесты для TCO'95 сертификации и проверки сертифицированных устройств^[7].

TCO'99 предъявляет более жесткие требования, чем TCO'95, в следующих областях: эргономика (физическая, визуальная и удобство использования), энергия, излучение (электрических и магнитных полей), окружающая среда и экология, а также пожарная и электрическая безопасность. Стандарт TCO'99 распространяется на традиционные CRT-мониторы, плоскопанельные мониторы (Flat Panel Displays), портативные компьютеры (Laptop и Notebook), системные блоки и клавиатуры. Спецификации TCO'99 содержат в себе требования, взятые из стандартов TCO'95, ISO, IEC и EN, а также из EC Directive 90/270/EEC и Шведского национального стандарта MPR 1990:8 (MPRII) и из более ранних рекомендаций TCO. В разработке стандарта TCO'99 приняли участие TCO, Naturskyddsforeningen и and Statens Energimyndighet (The Swedish National Energy Administration, Шведское Национальное Агентство по Энергетике).

Экологические требования включают в себя ограничения на присутствие тяжелых металлов, броминатов и хлоринатов, фреонов (CFC) и хлорированных веществ внутри материалов.

Любой продукт должен быть подготовлен к переработке, а производитель обязан иметь разработанную политику по утилизации, которая должна исполняться в каждой стране, в которой действует компания.

Требования по энергосбережению включают в себя необходимость того, чтобы компьютер и/или монитор после определенного времени бездействия снижали уровень потребления энергии на одну или более ступеней. При этом период времени восстановления до рабочего режима потребления энергии, должен устраивать пользователя.

MPR II

Это еще один стандарт, разработанный в Швеции, где правительство и неправительственные организации очень сильно заботятся о здоровье населения страны. MPRII был разработан SWEDAC (The Swedish Board for Technical Accreditation) и определяет максимально допустимые величины излучения магнитного и электрического полей, а также методы их измерения. MPRII базируется на концепции о том, что люди живут и работают в местах, где уже есть магнитные и электрические поля, поэтому устройства, которые мы используем, такие, как монитор для компьютера, не должны создавать электрические и магнитные поля, большие чем те, которые уже существуют. Заметим, что стандарты TCO требуют снижения излучений электрических и магнитных полей от устройств настолько, насколько это технически возможно, вне зависимости от электрических и магнитных полей, уже существующих вокруг нас. Впрочем, мы уже отмечали, что стандарты TCO жестче, чем MPRII.

2.2 Стандарты DDC, VESA, Plug & Play и Power Management

Начнем со стандарта DDC, хорошо известного в мире мониторов и видеоадаптеров. Сокращение DDC означает «Display Data Channel» . DDC является стандартом созданным консорциумом VESA (Video Electronics Standard Association). С помощью DDC пользователь имеет возможность управлять настройками графического терминала, например, монитора, посредством программного обеспечения. Стандарт DDC обеспечивает монитору возможность напрямую обмениваться данными с видеоадаптером. Видеоадаптер получает от монитора всю необходимую информацию о функциональных возможностях последнего, что, в результате, обеспечивает возможность автоматического конфигурирования и выбора оптимальных значений частоты регенерации экрана, в зависимости от выбранного вами разрешения. DDC - это основа функциональных возможностей Plug & Play применительно к мониторам. DDC находит физические коммуникационные каналы между монитором и видеоадаптером, которые позволяют монитору обмениваться информацией с видеоадаптером, а CPU пересылает все необходимые данные о функциональных возможностях монитора. В основе стандарта DDC лежит специальная архитектура, разработанная Philips и DEC, известная под именем I2C. I2C используется для управления шиной данных, состоящей из двух проводов, по которым передаются двунаправленные сигналы, и одного провода, который используется для заземления. Вы можете подключить к этой шине каждый компонент, начиная от CPU и заканчивая монитором, видеоадаптер и все, что угодно, и каждый из этих компонентов управляет шиной во время начала передачи данных. В этот момент управляющий шиной компонент становится Master Bus. В то же время другие устройства, подключенные к шине I2C, становятся Slave Bus. Преимуществом такой архитектуры является низкая стоимость и надежность при передаче данных. Существуют три различных уровня DDC:

DDC1: используется монитором для передачи конфигурационной информации (EDID) в компьютер.

DDC2B: использует шину I2C для чтения конфигурационных данных из монитора.

DDC2AB: используется двунаправленный обмен информацией между монитором и компьютером и работает под управлением команд, передаваемых по протоколу ACCESS.BUS.

Мы упомянули VESA, это некоммерческая компания, управляемая группой директоров, представляющих более 280 компаний со всего мира. VESA появилась в тот момент, когда на рынке стали появляться графические устройства, несовместимые между собой, следствием чего стало появление массы проблем. VESA занимается разработкой стандартов с целью добиться высочайшего уровня совместимости между устройствами, которые соответствую стандарту. Все стандарты разрабатываются лучшими специалистами в области аппаратного и программного обеспечения из лучших компаний, связанных с графикой в компьютерном мире. Более подробную информацию о стандартах и о самой VESA можно найти на их официальном сайте: http://www.vesa.org/

Мы часто слышим словосочетание Plug & Play и название операционной системы Windows 95/98, которая поддерживает работу с Plug & Play устройствами и управляет их конфигурированием. Операционные системы, подобные Windows 98, могут обнаруживать наличие установленного видеоадаптера в вашем компьютере, получить важную информацию от графической карты, такую, как максимально поддерживаемое разрешение и максимальную глубину представления цвета. Кроме того, операционная система получает данные о мониторе, например, поддерживаемые вертикальные и горизонтальные частоты разверток, а также наличие поддержки для управления режимами энергопотребления, если монитор поддерживает работу в режиме Plug & Play (читай: DDC). После получения всей необходимой информации о видеоподсистеме, Windows98 анализирует ее и представляет в свойствах дисплея возможность выбора среди доступных к использованию режимов.

Т.е. пользователь получает возможность выбрать разрешение, глубину представления цвета и значение частоты регенерации (иногда доступен выбор только из оптимального и значения по умолчанию). Чтобы все это работало, необходимо, чтобы и монитор и видеоадаптер соответствовали стандарту DDC12B, который мы упоминали выше.

Заключение

Итак, развитие технологий в видеосистемах идёт полным ходом. И какие изобретения или открытия будут сделаны в будущем, предсказать невозможно. Однако видно, что появление новых разработок в среде мониторов необходимо, так как в результате развития компьютерных технологий в других составляющих компьютера неизбежно приводит к актуальности развития мониторов.

ЭЛТ-мониторы ещё в течение нескольких лет будут оставаться хорошим выбором для точной работы с цветом, хардкорных геймеров и желающих сэкономить покупателей, но век этой технологии подходит к концу. Всё дело в больших габаритах и архаичной концепции формирования изображения методом строчной развёртки. В наш век экспоненциального роста качественных характеристик компьютерной техники невозможно опираться на древнюю конструкцию, основой которой является аналоговая электронная лампа огромных размеров (кинескоп). Прошли времена, когда компьютерная техника была доступна малому проценту энтузиастов, которые могли позволить себе долго выбирать подходящий ЭЛТ-монитор, а потом долго настраивать его для получения качественного изображения. Сейчас всё труднее найти хороший ЭЛТ-монитор, с идеально отъюстированной ОС, с кинескопом нового поколения. Характеристики ЭЛТ-трубок, по большому счёту, не улучшаются вот уже два-три года - производители не хотят вкладывать инвестиции в морально устаревшую технологию.

Рынок дисплеев уже сделал свой выбор в пользу компактных цифровых матриц с персональным управлением каждого пикселя и технология TFT-LCD находится на переднем крае этого направления.

На данном этапе наблюдается интересная картина: существует несколько технологий изготовления матриц дисплеев и все они активно развиваются, избавляются от недостатков. При всём при этом, нет жёсткого противостояния между изделиями, изготовленными по разным технологиям.

Если вам нужен большой экран, то выбираем плазменную матрицу, если меньше, соответственно жидкокристаллическую. Необходимо решать дизайнерские задачи? Выбираете жидкокристаллический дисплей, изготовленный по технологии S-IPS. Нужна картинка с более-менее высокой чёткостью и малым временем отклика? Выбираем технологию MVA/PVA. Не хочется платить большие деньги? Тогда выбираем TN+film. Хочется чего-то этакого? Вот на подходе и уже выпускаются OLED-мониторы, правда за большие деньги.

Поскольку каждая технология по сути нашла свою нишу, соответственно есть на неё спрос и она будет развиваться дальше, избавляясь от недостатков. Но как только какая-либо из них окажется по технологическим и потребительским характеристикам аналогична или превзойдёт другую, соответственно она вытеснит конкурента.

Новейшая технология OLED очень перспективна, она может вытеснить плазменные дисплеи и потеснить жидкокристаллические, но не раньше, чем решится вопрос с увеличением времени жизни органического светодиода и удешевления технологии.

Жидкокристаллические мониторы сейчас самые дешёвые и они тоже избавляются от своих недостатков, но они по определению не могут превзойти плазменные мониторы по качеству красок, углов обзора, толщине экрана, времени отклика и величине диагонали.

Соответственно плазменные мониторы не могут заменить остальные в классе средних и малых мониторов, и, соответственно, в степени детализации изображения. Мелкие детали, да ещё на небольшом мониторе будут выглядеть некачественно.

Поэтому работы над улучшением характеристик матриц, изготовленных по разным технологиям ведутся непрерывно, но о решающем превосходстве какой-либо технологии говорить не приходится. Превосходя в одних характеристиках, каждая из них, уступают соперникам в других. Поэтому вывод один: все эти технологии будут развиваться, а следовательно все они перспективны.

Список использованных источников

1. Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов/под ред. С.В. Симоновича, - СПб.: Питер, 2014.
2. Информатика. Мультимедийный электронный учебник./под ред. Алексеев Е.Г., Богатырев С.Д. – 2015.
3. Информатика: Учеб. для вузов/под ред. Острейковский В. А. – М.: Высш. Шк., 2015. - 511 с.
4. Новейший самоучитель работы на персональном компьютере. – Ростов-на-Дону: Изд. Дом «Владис», 2014.- 608 с.
5. Пахомов С. Современные ЖК-мониторы. // КомпьютерПресс. – 2014.
6. Петроченков А.В. Hardware – компьютер и периферия. – 2015. - 106 с.
7. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя, 2015. – 67 с.
8. Чеканов Д., Мильчаков С. Технология жидкокристаллических мониторов (LCD). − 3DNews.
9. http://www.elemont-plus.ru/Remont-JK-LCD-televizorov-i-monitorov.html
10. http://www.samsung.com/ae/consumer/computers-peripherals/monitors/lcd-monitor/LS20MEHSFV/XSG

1. Петроченков А.В. Hardware – компьютер и периферия. – 2015. - 106 с. ↑

2. http://www.elemont-plus.ru/Remont-JK-LCD-televizorov-i-monitorov.html ↑

3. Петроченков А.В. Hardware – компьютер и периферия. – 2015. - 106 с. ↑

4. Чеканов Д., Мильчаков С. Технология жидкокристаллических мониторов (LCD). − 3DNews. ↑

5. Чеканов Д., Мильчаков С. Технология жидкокристаллических мониторов (LCD). − 3DNews. ↑

6. http://www.elemont-plus.ru/Remont-JK-LCD-televizorov-i-monitorov.html ↑

7. http://www.elemont-plus.ru/Remont-JK-LCD-televizorov-i-monitorov.html ↑