ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТИПЫ МОНИТОРОВ ДЛЯ ПК

Содержание:

Введение

Мониторы входят в состав любой компьютерной системы. Они являются визуальным каналом связи со всеми прикладными программами и стали жизненно важным компонентом при определении общего качества и удобства эксплуатации всей компьютерной системы. В настоящее время развитие компьютерных технологий требует разработки новых мониторов большего размера и новых возможностей. Создаваемые новые программы по работе с трехмерной графикой уже не могут качественно воспроизводиться на старых мониторах. Все это заставляет компании-разработчики совершенствовать технологии в области воспроизведения информации, которые имеют место быть. Поэтому, эта проблема и стала одной из важных в компьютерной технике. В данной работе описаны уже существующие типы мониторов, как они появились и вследствие чего, принцип работы мониторов. Также описаны появление новых технологий, которые приведут нас в мир будущего.

Чем отличается монитор от телевизора? На первый взгляд современные мониторы для компьютерной техники ничем не отличаются от телевизоров. Например, если сравнивать небольшие модели одного размера, то разницы можно не заметить. И все же разница есть. Так, если классический телевизор – это автономное устройство, которое принимает и воспроизводит аудио- и видеосигнал от кабельных и спутниковых станций, то монитор является аппаратным средством обработки и предоставления графической информации, источником которой является видеокарта. Что касается внешних отличий, то их наиболее ярко выражает тип монитора на ноутбуке, который может быть представлен одной из матриц семейства жидкокристаллических дисплеев. В частности, сегодня распространены форматы матриц TN, MVA и самая современная разработка – IPS. По сравнению с теми же телевизорами, эти модули обеспечивают более высокое качество и детализацию отражения графической информации на одну единицу площади экрана.

1. Сущность и характеристики мониторов

1.1 Понятие, назначение и история возникновения мониторов

Монитор - это устройство для наблюдения за результатами действий вычислительной системы при помощи дисплейного блока, на который поступает видеосигнал с видеокарты компьютера.

Монитор как средство визуального отображения информации существует давно и за свою историю пережил несколько этапов изменений. Если еще некоторое время назад производители занимались обеспечением высоких базовых характеристик «картинки», то сейчас усиливается конкуренция между разными методами реализации данного устройства. Современные типы мониторов отличаются по множеству параметров, обуславливающих не только качество изображения, но и наличие интерфейсов коммуникации, показатели энергосбережения, функциональность и другие эксплуатационные качества.

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.

Первые мониторы были векторными - в мониторах этого типа электронный пучок создает линии на экране, перемещаясь непосредственно от одного набора координат к другому.
Соответственно нет необходимости разбивать в подобных мониторах экран на пикселы. Позднее появились мониторы с растровым сканированием. В мониторах подобного типа электронный пучок сканирует экран слева направо и сверху вниз, пробегая каждый раз всю поверхность экрана.

Следующей ступенькой развития мониторов явилось цветное изображение, для получения которого требуется уже не один, а три пучка, каждый из которых высвечивает определенные точки на поверхности дисплея. Подробнее об этом типе мониторов мы поговорим при рассмотрении принципа работы современных цветных CRT-мониторов. Со временем помимо CRT-мониторов появились и другие технологии, которые позволили создавать более компактные и легкие экранные панели.

1.2 Основные характеристики мониторов

Диагональ экрана монитора

Одним из важнейших параметров монитора является размер видимой части экрана. Это значение измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и представляет собой длину диагонали от верхнего угла до нижнего противоположного угла. Самые маленькие мониторы имеют размер видимой части равной 15-и дюймам, правда, на данный момент нижней планкой можно смело считать 21”. Самые большие мониторы для массового использования имеют размер экрана в 30”, хотя существуют специализированный модели, чей размер достигает 47-и дюймов.

Следует учитывать, что некоторые компании в рекламных целях указывают завышенное значение этого параметра. Например, хотя на коробке указана диагональ в 20 дюймов, однако фактически она составляет 19,5. Это не ошибка, а особенность измерения, так как приводится размер ЖК-матрицы, а не видимой области, которая всегда немного меньше. Ведь никого не удивляет, что в килобайте не 1000 байт, а 1024. Так и с размером диагонали, нужно просто внимательно читать спецификацию монитора.

Разрешающая способность

Разрешающая способность (разрешение – степень точности воспроизведения изображения, часто указывается количеством пикселей)

Разрешение экрана может быть различным, в зависимости от используемого вами устройства. Некоторые люди ошибочно считают, что размер экрана и разрешение экрана монитора – это одно и то же. Например, размер экрана и его максимальное разрешение равняется 1600 х 1200, а пользователь может установить разрешение, например, 800 х 600. Само собой изображение на экране будет формироваться по тому принципу, который был установлен самим пользователем. В итоге получается, что размер экрана и его разрешение - разные понятия. Для достижения идеальной картинки требуется устанавливать максимальное разрешение, которое поддерживает ваш монитор и тогда изображение будет максимально качественным.

Выделяются следующие разрешения : для соотношения сторон 4:3 -1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1920x1440, 2048x1536. Для соотношения сторон 16:9: 1366x768, 1600x900, 1920x1080, 2048x1152, 2560x1440, 3840x2160. Для соотношения сторон 16:10: 1280x800, 1440x900, 1600x1024, 1680x1050, 1920x1200, 2560x1600, 3840x2400. Самыми популярными сегодня являются разрешения: 1920х1080, 1280х1024, 1366x768.
Стоит сказать, что чем больше будет разрешение экрана, тем лучше будет само изображение, но при этом оно может стать очень маленьким и некоторым пользователям таких устройств придется его поменять на меньшее, чтобы хоть что-нибудь увидеть на мониторе. В итоге, конечно, каждый может посмотреть непосредственно перед покупкой устройства в магазине, какое изображение будет на нем, и подходит ли оно ему.

Соотношение сторон

Ранее все мониторы были в формате 4:3. Это говорило о том, что сколько бы дюймов в нем не было (15, 17, 19 и т.д.) его соотношение будет всегда одинаковое, т.е. 4 части по горизонтали и 3 части по вертикали. Например при разрешении 1024*768 получается, что по горизонтали идет 4 части по 256 пикселей, а по вертикали 3 части по 256 пикселей.

Но мониторы обычного формата 4:3 уже давно вышли из тренда. Появились широкоформатные версии, и соотношение их сторон составляет 16:9 или 16:10. C широкоформатными экранами работать стало гораздо комфортнее: больше обзор, больше пространства, а просмотр фильма становится намного комфортнее. Вообще сейчас соотношений сторон гораздо больше, но это самые основные.

Частота горизонтальной развертки

Частота горизонтальной развертки определяет, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Частота горизонтальной развертки измеряется в Гц. В случае с традиционными ЖК мониторами время свечения люминофорных элементов очень мало, поэтому электронный луч должен проходить через каждый элемент люминофорного слоя достаточно часто, чтобы не было заметно мерцания изображения. Если частота такого обхода экрана становится меньше 70 Гц, то инерционности зрительного восприятия будет недостаточно для того, чтобы изображение не мерцало. Чем выше частота регенерации, тем более устойчивым выглядит изображение на экране. Мерцание изображения приводит к утомлению глаз, головным болям и даже к ухудшению зрения. Стоит заметить, что чем больше размер экрана монитора, тем более заметно мерцание, особенно периферийным (боковым) зрением, так как угол обзора изображения увеличивается. Значение частоты горизонтальной развертки зависит от используемого разрешения, от электрических параметров монитора и от возможностей видеоадаптера

Частота вертикальной развертки

Одно изображение состоит из множества горизонтальных линий. Развертка по вертикали измеряется в герцах (Гц) и указывает, сколько изображений в секунду может создаваться из этих горизонтальных линий. Развертка по вертикали 60 означает, что изображение передается 60 раз в секунду. Частота вертикальной развертки также называется «частотой обновления» и влияет на мерцание экрана. Эргономичной считается частота регенерации 75Гц

Потребляемая мощность

Значение потребляемой мощности монитора приводится в его технических характеристиках. Чем больше потребляемый монитором ток, тем выше его тепловой нагрев. Хотя ещё есть мониторы, потребляющие 80Вт, но они должны заменяться более экономичными. Большие по размерам мониторы имеют соответственно и большую потребляемую мощность.

Угол обзора

Мониторы характеризуются углом обзора. Чем шире этот угол, тем под большим углом между экраном и зрителем изображение будет оставаться видимым без искажений. В современных моделях угол существенно расширен и технологии, когда даже при небольшом смешении человека относительно монитора изображение искажалось, давно имеют решение.

Как правило, если за монитором будет работать один пользователь, то данный параметр не столь важен, а если монитор будет служить частичной заменой телевизору, то при покупке нужно посмотреть на картинку под разными углами (слева, справа, немного сверху и снизу) и выбрать наиболее устраивающую модель.

Время отклика матрицы

Существует важный параметр работы матрицы – скорость реакции (время отклика). Эта скорость указывает, как быстро каждая точка изображения сможет поменять свой цвет или погаснуть. Чем это значение меньше, тем лучше, что особенно важно для любителей динамичных игр. Современные мониторы обладают вполне достаточным временем отклика (около 5 мс). От покупки монитора со скоростью реакции выше 16 мс рекомендуется воздержаться.

Характеристика мониторов по матрице

TN (Twisted Nematic)

Один из самых старых типов матриц, по сей день актуальный и используемый. В наше время применяется ее модифицированная версия, маркируемая TN+film. Популярность ее основывается на двух основных преимуществах: быстродействии (малое время отклика и задержки) и достаточно низкой стоимости. Действительно, время отклика порядка 1 мс – это хороший показатель.

Даже минусы, присущие этой технологии изготовления экранов, не в состоянии отправить ее на покой. А их хватает. Это и малые углы обзора, и неважная цветопередача, и низкая контрастность, и недостаточная глубина черного цвета. Впрочем, если экран расположен прямо перед глазами пользователя, то вопрос с углами обзора несколько снижает свою остроту.

Ухудшается ситуация еще и тем, что разные матрицы от разных компаний могут существенно отличаться друг от друга. Например, в дорогих игровых ноутбуках или игровых мониторах может устанавливаться вполне качественный экран, то в бюджетных устройствах дисплей может быть весьма посредственным.

Как это работает

Экран представляет собой «бутерброд» из двух поляризующих фильтров, между которыми расположены электроды на прозрачных подложках с обеих сторон экрана, двух металлических пластин и, в середине, слоя жидких кристаллов. С внешней стороны экрана устанавливают светофильтр.

На стеклянные пластины помещены бороздки, причем во взаимно перпендикулярном направлении, что задает первоначальную ориентацию кристаллов. Из-за такого расположения бороздок, жидкие кристаллы закручены в спираль, откуда, собственно, и происходит название технологии Twisted Nematic.

Если напряжения на электродах нет, то расположенные по спирали кристаллы поворачивают плоскость поляризации света таким образом, что он проходит через второй (наружный) поляризационный фильтр. Если напряжение на электроны подано, то, в зависимости от уровня этого напряжения, жидкие кристаллы разворачиваются, меняя интенсивность проходящего света. При определенном напряжении плоскость поляризации света не будет изменяться, и второй фильтр полностью поглотит свет.

Наличие двух электродов позволяет повысить энергоэффективность, а частичный поворот кристаллов положительно влияет на быстродействие матрицы.

Из-за того, что при отсутствии напряжения кристаллы пропускают свет, при возникновении дефектов в матрице («битые пиксели») они представляют собой светящуюся белую точку. В других технологиях такие точки темные.

Идентифицировать «на глаз» матрицу TN можно, если посмотреть на включенный экран под углом. И чем больше он (угол) будет, тем более тусклыми будут становиться цвета, тем менее контрастным будет изображение. В некоторых ситуациях может возникнуть даже инвертирование цветов.

IPS (In-Plane Switching)

Мониторы с данной матрицей сейчас наиболее частые конкуренты мониторам с TN-экраном. Практически все недостатки вышеуказанных получилось избежать, к несчастью, пожертвовав теми достоинствами, которые были в наличии у предыдущей технологии. Мониторы с IPS матрицей по умолчанию дороже и имеют более высокое время отклика. Для игровых систем это может оказаться весомым аргументом для того, чтобы сделать выбор в сторону TN.

Но для тех, кто профессионально работает с изображениями, кому необходима качественная цветопередача, широкий цветовой охват, мониторы с такой матрицей являются оптимальным выбором. К тому же с углами обзора тут нет проблем, черный цвет намного больше похож на черный, а не выглядит неким оттенком серого, как это часто встречается на TN-экранах.

Как это работает

Между двумя поляризационными фильтрами располагается слой управляющих микропленочных транзисторов, а так же слой жидких кристаллов, которые имеют светофильтры трех основных цветов. Кристаллы расположены вдоль плоскости экрана.

Плоскости поляризации фильтров перпендикулярны друг другу, поэтому, при отсутствии напряжения, свет, проходящий через первый фильтр и поляризуемый в одной плоскости, задерживается вторым фильтром, обеспечивая глубокий черный цвет. Кстати, именно из-за этого в случае появления «битых пикселей» на экране он выглядит как черная точка, а не белая, как часто встречается в случае с TN-матрицами.

При появлении напряжения на управляющих электродах кристаллы поворачиваются опять-таки вдоль плоскости экрана, пропуская свет. Здесь вытекает один из минусов технологии – большое время отклика. Это связано именно с необходимостью поворота всего массива кристаллов, на что затрачивается время. Но зато обеспечиваются углы обзора вплоть до 178° и высокая цветопередача.

Имеются и еще недостатки у этой технологии. Это большее потребление энергии, т. к. расположение электродов только с одной стороны заставляет увеличить напряжение для обеспечения поворота всего массива кристаллов. Применяемые лампы так же более мощные, чем в случае с TN, что дополнительно повышает потребление энергии.

Варианты IPS

Технология не стоит на месте, в нее вносятся модификации, которые позволили существенно снизить время отклика и стоимость. Существуют следующие варианты IPS-матриц:

• S-IPS (Super-IPS). Второе поколение технологии IPS. Экран обладает несколько измененной пиксельной структурой, созданы улучшения для уменьшения времени отклика, приблизившись по этому параметру к характеристикам TN-матриц.
• AS-IPS (Advanced Super-IPS). Следующее улучшение технологии IPS. Основная цель состояла повысить контрастности панелей S-IPS и повышении их прозрачности, став ближе по этому параметру к S-PVA.
• H-IPS. Поменялась структура пикселей, повысилась плотность их размещения, что дало возможность еще больше поднять контрастность и сделать изображение более однородным.
• H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True Wide Polarizer). Разработка компании LG. В основе взята панель H-IPS, в которую добавлен цветовой фильтр TW (True White — «настоящий белый»), что улучшило белый цвет. Использование поляризационной пленки компании NEC (технология Advanced True Wide Polarizer) позволило избавиться от возможных засветов при больших углах обзора («глоу-эффект») и, в то же время, увеличить эти углы. Этот тип матриц применяется в моделях профессиональных мониторов.
• IPS-Pro (IPS-Provectus). Разработка компании BOE Hydis. Уменьшено межпиксельное расстояние, увеличены углы обзора и яркость.
• AFFS (Advanced Fringe Field Switching, иногда называют – S-IPS Pro).
• e-IPS (Enhanced IPS). Повышение светопроницаемости позволило использовать более экономичные и доступные лампы подсветки. Понизилось время отклика, достигнув значений в 5 мс. Мониторы с этими матрицами в основном имеют диагональ до 24 дюймов.
• P-IPS (Professional IPS). Профессиональные матрицы с 30-битной глубиной цвета, повышенным количеством возможных ориентаций субпикселей (1024 против 256 у остальных), что улучшило цветопередачу.
• AH-IPS (Advanced High Performance IPS). Матрицы этого типа характеризуются максимально большими углами обзора, высокой яркостью и контрастностью, малым временем отклика.
• Разработка компании Samsung, внесшая улучшения в исходную технологию IPS. Детали не разглашаются кампанией, но получилось снизить энергопотребление, время отклика сделать сходным с S-IPS. При этом контрастность немного понизилась, да и с равномерностью подсветки не так идеально как хотелось бы.

VA (Vertical Alignment)/MVA (Multi-Domain Vertical Alignment)

Остановимся на технологии разработанной компанией Fujitsu. Во многом такие экраны являются промежуточным звеном между TN и IPS моделями. Здесь углы обзора и цветопередача выше, чем у TN, но ниже, чем у IPS. Такая же картина наблюдается и со временем отклика. В то же время стоимость их ниже, чем у IPS, что, очевидно является плюсом.

Как это работает

Механизм работы вытекает из названия ( или название характеризует принцип действия этой технологии). Кристаллы располагаются вертикально, т. е. перпендикулярно подложке. Во время отсутствия напряжения ничто не препятствует прохождению света через кристаллы, а второй поляризационный фильтр целиком задерживает свет и обеспечивает глубокий черный цвет. Этот момент является одним из плюсов данной технологии.

При появлении напряжения кристаллы разворачиваются, пропуская цвет. В первых матрицах угол обзора был невелик. Этот недостаток удалось исправить в улучшенном варианте технологии – MVA, где применялись несколько кристаллов, расположенных друг за другом и отклоняющихся синхронно.

Варианты VA/MVA

Есть несколько разновидностей данной технологии, в развитии которой поучаствовали разные компании:

• PVA (Patterned Vertical Alignment). Свой вариант технологии представила компания Samsung. Детали не раскрывались, но PVA имеет чуть лучшую контрастность и немного меньшую цену. В целом, варианты весьма похожи и часто между ними не делается различий, указывая MVA/PVA.
• S-PVA (Super PVA). Совместная разработка Sony и Samsung. Им удалось улучшить углы обзора.
• S-MVA (Super MVA). Разработка компании Chi Mei Optoelectronics/Innolux. Кроме увеличения углов обзора, повышена контрастность.
• A-MVA (Advanced MVA). Дальнейшее развитие S-MVA от компании AU Optronics. Получилось понизить время отклика.

Рассматриваемый тип матриц является оптимальным компромиссом между недорогими, но с большим количеством недостатков, TN, и более качественными, но и достаточно дорогими IPS. Единственный, вероятно, минус MVA – это недостаток цветопередачи при увеличении угла обзора, особенно в полутонах. В ежедневной эксплуатации это практически незаметно, но у профессионалов, которые работают с изображениями, могут быть вопросы о использовании таких матриц.

OLED (Organic Light Emitting Diode)

Данная технология существенно отличается от тех что используются в настоящее время. Цена матриц, особенно больших диагоналей, а так же сложность производства, пока что препятствуют широкому использованию этой технологии в производстве мониторов. Те модели, которые присутствуют на рынке, стоят весьма много и редки.

Как это работает

В основе технологии лежит использование углеродных органических материалов. Под напряжением они излучают определенный цвет, а при его отсутствии – полностью неактивны. Это позволяет полностью избавиться от подсветки, а так же обеспечить идеальную глубину черного цвета. Ничего не светится и не фильтруется, отсюда следует что и претензий к черному цвету быть не может.

Для экранов OLED характерны высокие значения контрастности и яркости, отличные углы обзора без искажений. Энергоэффективность на достаточно хорошем уровне. Скорость отклика недоступна даже для TN матриц.

И все же имеется ряд недостатков, которые пока что сдерживают применение таких экранов. К ним относится как и небольшое время работы (экраны склонны к «выгоранию» — эффекту, который был характерен плазменным панелям), так и сложный процесс производства с довольно большим количеством брака, что приводит к повышению стоимости данных матриц.

QD (Quantum Dots)

Следующая интересная технология, которая основана на использовании квантовых точек. В настоящее время мониторов, выпущенных по этой технологии, мало, да и стоимость их велика. Данная технология позволяет избежать множество недостатков, которые характерны всем остальным типам матриц, применяемых в дисплеях. Единственным минусом является то, что глубина черного не дотягивает до того уровня, что есть у OLED экранов.

Как это работает

Технология основана на использовании нанокристаллов размером от 2 до 10 нанометров. Разница в размерах тут является принципиальным моментом, потому что именно в этом и заключается вся хитрость. При подаче на них напряжения, они начинают излучать свет, причем с определенной длиной волны (т. е. определенного цвета), которая зависит от размеров этих кристаллов. Цвет зависит от материала, из которых изготовлены нанокристаллы:

• 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.

В качестве подсветки применяются синие светодиоды, а квантовые точки, отвечающие за зеленый и красный цвет, наносятся на подложку, причем сами эти точки никак не упорядочены. Они просто смешаны друг с другом. Попадающий на них синий свет от светодиода заставляет их светиться с определенной длиной волны, формируя цвет.

Данная технология позволяет обойтись без установки светофильтров, потому что уже заранее получен нужный цвет. Этим самым улучшаются контрастность и яркость, т. к. удается избавиться от одного из слоев, из которых состоит экран.

2. Основные типы мониторов

2.1 Классификация мониторов по различным признакам

Классификация по типу экрана

ЭЛТ-мониторы. ^[1]

Их разделяют на следующие типы:

• Электронно-лучевые мониторы с теневой маской - самый - популярный тип среди производителей компьютерных мониторов. Отличается выпуклой формой монитора
• ЭЛТ с апертурной решеткой, состоящей из вертикальных линий
• Мониторы с щелевой маской

Электронно-лучевая технология была создана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897 году и изначально проектировалась в качестве специального инструмента для измерения переменного тока, то есть для осциллографа. Электронно-лучевая трубка, или кинескоп является самым главным элементом монитора. Кинескоп представляет собой герметичную стеклянную колбу, внутри которой находится вакуум.

Для создания изображения в ЭЛТ-мониторах применяется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Через металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит за счёт отклоняющей системы.

Жидкокристаллические мониторы.

Первый функционирующий жидкокристаллический дисплей был создан Фергесоном (Fergason) в 1970 году. До этого жидкокристаллические устройства потребляли много энергии, срок их службы был ограничен, а контраст изображения был далек до идеала. На суд общественности новый ЖК-дисплей был представлен в 1971 году и тогда он получил горячее одобрение. Жидкие кристаллы (Liquid Crystal) - это органические вещества, способные под напряжением изменять величину пропускаемого света. Жидкокристаллический монитор^[2] представляет собой две стеклянных или пластиковых пластины, между которыми находится суспензия. Кристаллы в этой суспензии расположены параллельно по отношению друг к другу, тем самым они позволяют свету проникать через панель. При подаче электрического тока расположение кристаллов изменяется, и они начинают препятствовать прохождению света. ЖК технология получила широкое распространение в компьютерах и в проекционном оборудовании. Первые жидкие кристаллы были нестабильны и являлись мало пригодными к массовому производству. Реальное развитие ЖК технологии началось с изобретением английскими учеными стабильного жидкого кристалла - бифенила (Biphenyl). Жидкокристаллические дисплеи первого поколения применяются в калькуляторах, электронных играх и часах. Современные ЖК мониторы также называют плоскими панелями, активными матрицами двойного сканирования, тонкопленочными транзисторами. Идея ЖК мониторов витала в воздухе более 30 лет, но проводившиеся исследования не приводили к требуемому результату, поэтому ЖК мониторы не завоевали репутации устройств, обеспечивающих хорошее качество изображения.

Существует два вида ЖК мониторов: DSTN (dual-scan twisted nematic - кристаллические экраны с двойным сканированием) и TFT (thin film transistor - на тонкопленочных транзисторах), также их называют соответственно пассивными и активными матрицами. Такие мониторы состоят из нескольких слоев: поляризующего фильтра, стеклянного слоя, электрода, слоя управления, жидких кристаллов, ещё одного слоя управления, электрода, слоя стекла и поляризующего фильтра. В первых компьютерах использовались восьмидюймовые (по диагонали) пассивные черно-белые матрицы. С переходом на технологию активных матриц, размер экрана вырос. Практически все современные ЖК мониторы используют панели на тонкопленочных транзисторах, обеспечивающих яркое, четкое изображение значительно большего размера.

Плазменные панели.^[3]

Эта технология носит название PDP (Plasma display panels) и FED (Field emission display). Такие крупнейшие производители, как Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer и другие уже перешли к производству плазменных мониторов с диагональю 40" и более, причем некоторые модели уже готовы для массового производства. Функционирование плазменных мониторов очень схожа с работой неоновых ламп, которые представлены в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Фактически, каждый пиксель на экране функционирует как обычная флуоресцентная лампа. Высокая контрастность и яркость вместе с отсутствием дрожания являются весомыми преимуществами таких мониторов. Более того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть нормальное изображение на плазменных мониторах значительно больше чем 45° в случае с LCD мониторами. Главными минусами такого вида мониторов являются довольно большая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора и низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Из-за этих ограничений мониторы такого типа используются в основном для конференций, презентаций, информационных щитов, т.е. там, где необходимы большие размеры экранов для отображения данных.

Сенсорные мониторы

Сенсорный экран (touch монитор) – это монитор, который чувствителен к прикосновениям, позволяющий людям работать с компьютером с помощью касаний к картинкам и словам.

Сенсорные мониторы (touch мониторы) обычно используются на информационных панелях, в компьютеризированной подготовке устройств и просто людей, которые лишены возможности пользоваться мышью и клавиатурой.

Сенсорные технологии также можно использовать и в других приложениях, где может потребоваться мышь, например Web-браузеры. Некоторые приложения разработаны специально для сенсорных технологий, в которых обычно используются наиболее большие изображения(иконки), нежели в обычных ПК-приложениях. Мониторы, поддерживающие функцию встраиваемых сенсоров, также могут оснащаться сенсорным управлением.

Существует три типа сенсорных технологий:

Резистивные: резистивные сенсорные панели покрыты металлической пластинкой проводящей электричество и резистивным слоем, вызывающим изменение в электрическом потоке который распознается как прикосновение и посылает его в диспетчер для обработки. Резистивные сенсорные панели обычно наиболее доступные, но выдают только 85% ясности, к тому же их можно повредить любым острым предметом. Попадание пыли или воды, не влияют на работу резистивных сенсорных панелей.

Поверхностно акустически волновые (ПАВ): ПАВ технологии используют ультразвуковые волны, проходящие через поверхность сенсорной панели. Когда к панели прикасаются, часть волн поглощается. Это изменение в ультразвуковых волнах фиксируется как прикосновение и посылает информацию в контроллер для обработки. ПАВ панели наиболее прогрессивны.

Емкостный: емкостные сенсорные панели покрыты материалом, содержащие электрический заряд. Когда к панели прикасаются, точка соприкосновения получает небольшой заряд. Цепь расположена по всем углам панели, измеряет заряд и посылает информацию в диспетчер для обработки. Емкостные сенсорные панели должны быть использованы прикосновением пальцев, в отличие от резистивных и ПАВ панелей, которые могут быть использованы пальцем или пером. Попадание пыли или воды, не влияют на работу емкостных сенсорных панелей.

Классификация по интерфейсу

В текущий момент можно говорить о двух типах интерфейсов, которые имеют максимальное распространение – это аналоговый VGA и система HDMI, которая хоть и не является новинкой, но обеспечивает высокое качество передачи «картинки» и звука. Порт VGA является уже последним представителем аналоговых интерфейсов. На фоне цифровых каналов трансляции сигнала он заметно проигрывает в качестве, но все еще используется ради поддержания привычного функционала техники в плане подключения. Что касается HDMI, то, по сути, это адаптированный для бытовой техники интерфейс DVI-D, предназначенный также для обработки многоканального звука. На данный момент этим разъемом можно оснащать любой тип монитора ЖК, а также проекторы и плазменные панели. Для реализации подключения по этому каналу, необходимо воспользоваться пассивным переходником системы DVI-D. При этом следует учитывать, что далеко не все аналоговые выходы даже теоретически допускают возможность подключения через HDMI и с применением переходника.

Классификация по типу видеоадаптера

Все мониторы нуждаются в системе обработки входного сигнала. Этот функционал с дальнейшей трансляцией выполняют видеоадаптеры, которые допускают несколько конфигураций подключения. В частности, отдельные видеокарты требуют наличия разъемов PCI или семейство AGP, за счет которых обеспечивают высокую эффективность и эксплуатационную гибкость. Альтернативой является группа микросхем графического ядра, которая встраивается в плату. Это решение обходится дешевле и не влечет хлопот при использовании, но уступает предыдущему варианту в плане эффективности и производительности. Современные типы монитора компьютера чаще всего оснащаются полноценным интегрированным видеоадаптером. Данный вариант еще дешевле, но, опять же, не позволяет максимально раскрывать потенциал входного сигнала.

Классификация по типу покрытия

Существует две разновидности покрытий для мониторов – матовое и глянцевое. Достоинство первого варианта в том, что оно не позволяет падающему свету отражаться, но при этом характеризуется менее высокими показателями цветопередачи. Глянцевые модели, напротив, обеспечивают более насыщенное и яркое изображение, но из-за отражения бликов могут доставлять неудобства в плане визуального восприятия. Оценивая данные типы мониторов, не стоит забывать и о практичности ухода за ними. К слову, на матовой поверхности не остается следов и разводов, чего нельзя сказать про глянцевые покрытия.

Классификация по типу подсветки

Следующей важной характеристикой является используемый тип подсветки. В ЖК мониторах изображение становится видимым благодаря свету, проходящему сквозь матрицу (прозрачные пластины с жидкими кристаллами). Источником света служит специальная лампа или линейка светодиодов. Мониторы с ламповой подсветкой постепенно уступают место светодиодным аналогам, как более технологичным. Внешне их очень легко отличить: модели со светодиодной подсветкой очень тонкие и с внешним блоком питания. Если сравнить эти два решения, то в каждом есть свои положительные и отрицательные стороны.

Ламповая подсветка позволяет получать очень теплые цветовые тона изображения, приближенные к реальным. А мониторы со светодиодами потребляют меньше энергии и, теоретически, обладают большим сроком эксплуатации. Иногда у некоторых пользователей наблюдается усталость глаз при работе с монитором со светодиодной подсветкой, поэтому при выборе рекомендуется учитывать и этот момент.

2.2 Характеристика некоторых видов мониторов

Характеристика мониторов по производителю

Лидерами сегмента являются такие производители, как BenQ, ASUS, DELL, Samsung и т. д. Разработчики этих фирм стремятся осваивать не только основные технологические направления в плане улучшения качества изображения, но и делают акценты на специфику взаимодействия мониторов с другими компонентами компьютера. Средний класс представляют бренды уровня Hitachi, SuperSonic и Philips. Под марками этих производителей выпускаются все основные типы мониторов от жидкокристаллических до новейших моделей на платформе OLED. И если по технологическому совершенству данная продукция может уступать вышеназванным передовым компаниям, то в ценовом отношении она имеет преимущество.

Оптимальные модели на текущем рынке предложений

После того, как определились с наиболее подходящими характеристиками, можно переходить к следующему этапу — собственно выбору монитора. Некоторые из этого списка, без сомнения, можно назвать лучшими в своих сегментах, другие же — просто «хорошисты», годящиеся при отсутствии возможности получить что-то лучшее. Впрочем, постараемся обойтись без раздачи таких громких и не очень титулов, просто направив ваши мысли в нужное русло. Для удобства делать это мы будем в первую очередь исходя из рабочего разрешения мониторов, а начнем с привычного для многих стандарта Full HD.

Full HD (1920×1080)

BenQ Zowie XL2411P

При желании получить просто быстрый и максимально дешевый монитор предпочтение следует отдать модели BenQ Zowie XL2411P. В мониторе нет ничего лишнего (даже поддержки FreeSync), но благодаря ему вы сможете определиться, готовы ли вы к современным дисплеям TN+Film или лучше сразу приступить к поиску среди *VA-моделей (IPS, напомним, в этом классе не представлены).

Samsung C24FG73FQI как раз один из таких вариантов — доступный, небольшой и для любителей *VA-технологии. Учитывая его стоимость, многие ожидания оправдаются, но по скорости эта модель в любом случае будет хуже, чем вышеотмеченный BenQ и все аналоги на TN+Film.

Asus PG258Q

Самым быстрым, качественным и небольшим Full HD-монитором за сумму менее 30 тысяч рублей можно назвать Dell Alienware AW2518HF c поддержкой FreeSync. Это 24,5-дюймовое решение с матрицей TN+Film и частотой 240 Гц, способное соответствовать высокому уровню игры своего владельца. Если интересуют похожие решения, но с G-Sync, то выбор встанет между Alienware AW2518H и Asus PG258Q. Основная разница, как всегда, в цене и дизайне. Однозначного победителя среди них нет.

Выбирая быстрый и доступный 27-дюймовый дисплей, вы, скорее всего, натолкнетесь на новый LG27GK750F. Этому решению свойственны все недостатки TN+Film, но за 26 тысяч рублей вы получите достаточно крупный 240-герцовый монитор с поддержкой FreeSync, конкурентов у которого, по совокупности всего и вся, сейчас нет.

Требуется похожий монитор, но с G-Sync? Увы, придется опуститься до 144 Гц и выложить примерно на 8-10 тысяч рублей больше за Acer Predator XB271HAb. Снова напрягает матрица TN+Film? Тогда единственный более-менее достойный вариант — Samsung C27FG73FQI на *VA, за который не придется сильно переплачивать.

Последними новинками Full HD-сегмента являются 32-дюймовые *VA-модели — решения, прямо скажем, сильно на любителя. Все они максимально похожи, а потому остается ориентироваться на дизайн и цену. К наиболее удачным мониторам можем отнести Viewsonic XG3202-C и Iiyama G-Master G3266HS, но будьте готовы столкнуться с самым что ни на есть «жирным» пикселем и не лучшими углами обзора.

UFHD (2560×1080)

Этот класс мониторов с каждым годом становится все менее популярным, но пока еще спрос есть. Покупателей волнует крупное «зерно» и ограниченность выбора. Самым доступным представителем этого семейства игровых дисплеев является его первопроходец LG 34UC79G с поддержкой AMD FreeSync. Решение не самое быстрое и беспроблемное, так что при возможности доплатить следует обратить внимание на новый и улучшенный LG 34UC89G с Nvidia G-Sync на борту. Большого смысла переплачивать за похожие Acer Predator Z35 и DELL Alienware AW3418HW нет, разве что вас не устраивает внешний вид и качество отделки «корейца».

Отдельной строкой следует отметить единственного представителя 30-дюймовых UFHD-моделей — Acer Predator Z301CTbmiphzx c функцией отслеживания движения глаз Tobii Eye Tracker, но без G-Sync. Модель будет интересна в первую очередь тем, кому 34-35-дюймовые гиганты просто не подходят по размерам.

WQHD (2560×1440)

Подарок поклонникам стандарта WQHD и быстрых игровых мониторов относительно недавно сделала компания Iiyama со своим G-Master GB2760QSU. Решение продается за 30-32 тысячи рублей, оснащается уже проверенной матрицей TN+Film и предлагает поддержку FreeSync. Если есть некое недоверие к этому бренду, то все то же самое, но в другой обертке готов предложить старичок Asus MG279Q, сильно подешевевший с момента выхода в свет. Лучшим же, не только по мнению автора, является Dell S2716DG c поддержкой Nvidia G-Sync и ULMB-режимом работы подсветки — для продвинутых игроков с мощными ПК на базе GPU серии GeForce это, пожалуй, оптимальный выбор. Отдавать предпочтение похожим 23,8-дюймовым WQHD-моделям мы бы не стали: на экране все будет мелко и появится необходимость активации не самой беспроблемной системы масштабирования Windows.

Решения на *VA обеспечат бо́льшую стабильность изображения на экране, лучшие углы обзора и часто (но не всегда) свойственную этим панелям равномерность подсветки вкупе с глубоким черным полем. Одновременно лучшим и оптимальным решением в стане 27-дюймовых мониторов выступает Samsung C27HG70QQI. Он не покорит вас такой же скоростью отклика, как варианты на TN+Film, а некоторых, возможно, напряжет особенностями проработки шрифтов, но, тем не менее, обеспечит совсем иной пользовательский опыт, за которым и уходят от TN.

Теперь переходим к 27-дюймовым IPS. Здесь продолжает править баллом Acer Predator XB271HUb — безусловный лидер сегмента благодаря грамотной ценовой политике компании и стабильности качества на протяжении последних 2 лет. Монитор порадует не только отличной цветопередачей и стабильной картинкой, но и очень высокой скоростью панели. Те, кого не устраивает внешний вид модели Acer, могут смело смотреть на его главного и более дорогого конкурента Asus ROG Swift PG279Q. Никаких существенных преимуществ у него нет, просто другой — более современный и стильный — дизайн.

К довольно качественным WQHD-дисплеям с диагональю экрана в 31,5-32 дюйма можно отнести AOC AG322QCX и Samsung C32HG70QQI (первый выпущенный монитор в этом сегменте). Альтернативой им выступают новинки LG: протестированный обозревателями LG 32GK850G с Nvidia G-Sync и только представленный 32GK850F с поддержкой AMD FreeSync 2 и псевдо-HDR. Другое важное отличие обеих моделей от решений AOC и Samsung — плоская матрица с менее проблемной проработкой шрифтов и мелких элементов.

UWQHD (3440×1440)

Если вам не принципиальна поддержка Nvidia G-Sync, то знакомство с классом быстрых UWQHD-дисплеев можно начать с отличных решений компании Samsung, проверенных временем: C34F791WQI и C34H890WJI. Модели слегка отличаются ценой, используемой матрицей (*VA 1500R c QD-LED-подсветкой и *VA 1800R c W-LED) и дизайном. Сделать выбор достаточно легко: если не пугают непривычно насыщенные/сочные цвета и больший радиус изгиба, то модель с QD-LED станет лучшим выбором.

Следующий уровень — это IPS-решения с частотой вертикальной развертки от 100 Гц. Здесь следует выбирать из Acer Predator X34P и Dell Alienware AW3418DW. У этих производителей разная гарантийная политика (у Dell в случае брака приезжает курьер сразу с новым экземпляром), сильно отличается внешний вид, плохая заводская настройка, но у Acer ее легко поменять в лучшую сторону без полноценной калибровки. Встроенная акустическая система у монитора Alienware вряд ли станет определяющим фактором, а вот качество изготовления и строгость конкурента могут поставить в вопросе выбора жирную точку.

UHD 4K (3860×2160)

К 4К-моделям с высокой частотой вертикальной развертки можно относиться по-разному. Одни ждали их как манну небесную, другие же считают (а тесты производительности это подтверждают), что никакого смысла в них нет и не будет до тех пор, пока производители GPU не поднимут планку скорости своих графических решений в 2-3 раза от нынешних показателей.

На момент подготовки этого материала выбор быстрых 4К-моделей скуден и представлен двумя 27-дюймовыми мониторами с частотой 144 Гц: Asus ROG Swift PG27UQ и Acer Predator X27. Принципиальной разницы между ними не оказалось (если не считать дизайн, используемые материалы и системы внешней подсветки), возможности у них идентичны, а вот цена сильно отличается: решение Acer почти на 50 тысяч рублей дешевле. Вполне возможно, что вскоре разница станет не столь существенной, но выбирать все равно придется исходя из симпатий к тому или иному бренду или по внешнему виду. Осталось накопить 180-220 тысяч рублей, предварительно обзаведясь ПК не меньшей стоимости.

Прочие решения

В прочих решениях нашего руководства выступают модели компании Samsung — единственные среди реально продающихся с разрешением 3840×1080. Несмотря на выпуск более доступного и, к сожалению, технически упрощенного решения C49J890DKI, оптимальным и актуальным остается первопроходец в новом сегменте для рынка настольных мониторов — Samsung C49HG90DMI. Одни боятся его размеров, других напрягает «жирный» пиксель, но если вы не относитесь к этим двум категориям покупателей, то разочаровать вас этот дисплей не должен.

Скоро на прилавках магазинов должна появится совершенно новая 43-дюймовая модель с увеличенным до 3840×1200 пикселей разрешением и, соответственно, большей плотностью пикселей. Матрица у этой модели — *VA-типа c максимальной частотой развертки 120 Гц, поддержка одной из систем адаптивной синхронизации не представлена. Опираясь на опыт работы с 49-дюймовыми аппаратами, можно предположить, что никаких критических недостатков у Samsung C43JW89 быть не должно, а конкуренты еще долго не появятся.

Заключение

В настоящее время наиболее широко используются мониторы с жидкокристаллическими дисплеями в связи с тем, что для них характерно портативность, низкое потребление энергии, отсутствие мерцания изображения, хорошие геометрико-оптические характеристики.

Достоинством плазменной панели является отсутствием мерцания изображения, несведение; картинка имеет одинаковую высокую четкость по всему рабочему полю; малая толщина панели; прекрасная обзорность, высокая контрастность. Большеразмерные ЖК панели создать пока трудно, а плазменные дисплеи легко “масштабируются”. Но уникальные возможности плазменной панели обусловлены высокой потребляемой мощностью( в сотни раз больше, чем у ЖКД). Так же плазменная панель пока имеет короткий срок службы (5-10лет).

Список литературы

• Cимонович С.В. Информатика. Базовый курс: Учебник для ВУЗов. 3е издание. Стандарт третьего поколения / Симонович С.В – СПБ: Питер, 2018г. – 640с.
• Э. Таненбаум. и Т. Остин Архитектура компьютера. 6е издание / Э. Таненбаум и Т.Остин – СПБ: Питер, 2013г. – 816с
• Э. Таненбаум Архитектура компьютера. 4е издание / Э. Таненбаум – СПБ: Питер, 2003г. – 697с
• А.В. Воробьёв Организация ЭВМ и систем / А. В. Воробьёв Москва СГУ 2008 – 113с
• https://www.ixbt.com/
• https://habr.com/

1. • Э. Таненбаум. Архитектура компьютера. 4е издание / Э. Таненбаум – СПБ: Питер, 2003г. – 112с

   ↑

2. Э. Таненбаум. и Т. Остин Архитектура компьютера. 6е издание / Э. Таненбаум и Т.Остин – СПБ: Питер, 2013г – с. 139 ↑

3. А.В. Воробьёв Организация ЭВМ и систем / А. В. Воробьёв Москва СГУ 2008 – с.49 ↑