Видеоадаптер.Совместно с монитором видеоадаптер образует видеоподсистему ПК. Видеоадаптер не всегда был компонентом ПК. На заре развития ПК в общей области оперативной памяти существовала небольшая выделенная экранная область. В нее процессор заносил данные об изображении. С переходом от монохромных (нецветных) мониторов к цветным и с увеличением разрешающей способности экрана области видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор перестал справляться с построением и обновлением изображения. Тогда и произошло выделение всех операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок под названием видеоадаптер. Физически видеоадаптер представляет собой микросхему и выполняет функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти. За время существования ПК сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: MDA (монохромный), CGA(4 цвета), EGA (16 цветов), VGA (256 цветов), SVGA (16,7 млн. цветов).
Разрешающая способность – это максимальное количество пикселей по горизонтали и по вертикали на экране монитора. Она может зависеть как от типа монитора, так и от типа видеоадаптера. Чем выше разрешающая способность, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше должен быть размер каждого пикселя, значит, тем меньше будет видимый размер элементов изображения. Использование завышенной разрешающей способности на мониторе с небольшим экраном приведет к тому, что элементы изображения станут неразборчивыми. Использование же заниженной разрешающей способности приведет к тому, что элементы изображения будут слишком крупными и их слишком мало будет помещаться на экране, что также неудобно и может привести к снижению производительности работы пользователя на ПК. Для каждого размера экрана существует своя оптимальная разрешающая способность:
Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которое может принимать отдельный пиксель. Максимально возможное цветовое разрешение зависит от свойств видеоадаптера и в первую очередь от количества его видеопамяти. Кроме того, глубина цвета также зависит от разрешающей способности. При высокой разрешающей способности на каждый пиксель приходится отводить меньше места в видеопамяти, поэтому информация о цветах вынуждена оказываться ограниченной. Объем видеопамяти можно определить по следующей формуле:
b – разрядность кодирования цвета.
Минимальное требование по глубине цвета составляет 256 цветов, хотя уже давно большинство программ требуют глубины цвета не менее 65000 цветов (стандарт High Color). Однако наиболее комфортная работа достигается при глубине цвета 16,7 млн. цветов (стандарт True Color). На сегодняшний день нормальным считается объем видеопамяти не менее 16 Мб (минимум).
Видеоускорение – это одно из свойств видеоадаптера, заключающееся в том, что часть операций по построению изображений может происходить без математических вычислений в процессоре, а чисто аппаратным путем с помощью преобразования данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускоритель может входить в состав видеоадаптера, либо выполнен в виде отдельной микросхемы. Используются 2 вида видеоускорителей: - ускоритель плоской графики (2D), - ускоритель трехмерной графики (3D). Первый наиболее эффективен для работы с прикладными программами офисного назначения и оптимизированы для ОС Windows. Вторые ориентированы на работу мультимедийных развлекательных программ (компьютерных игр, профессиональных программ обработки трехмерной графики).
Жидко кристаллические (ЖК) мониторы (LCD)
Существование жидких кристаллов было установлено очень давно, почти столетие тому назад, а именно в 1888 году. Первым, кто обнаружил жидкие кристаллы, был австрийский ученый-ботаник Рейнитцер. Жидкий кристалл — это специфическое агрегатное состояние вещества, в котором оно проявляет одновременно свойства кристалла и жидкости. Заметим, что для изготовления ЖК - экранов используют так называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму палочек или вытянутых пластинок. Допустим, между двумя стеклами с прозрачными электродами находятся молекулы жидких кристаллов. В отсутствие электрического поля молекулы этого вещества образуют спирали, скрученные на 90 градусов. В результате такой ориентации молекул плоскость поляризации проходящего через ЖК – элемент света поворачивается примерно на этот же угол. Если же к прозрачным электродам приложено напряжение, спираль молекул распрямится (они просто ориентируются вдоль поля). Поворота плоскости поляризации уже не происходит, и, как следствие, выходной поляризатор не пропускает свет. Кстати, если несколько изменить конструкцию элемента (используя зеркало на выходе второго поляризатора), то темный или светлый сегмент можно увидеть и в отраженном свете. Примером в данном случае может служить ЖК- индикатор научных «электронных» часов. Молекулы элемента Super-Twisted-Nematic (STN) закручены на угол от 180 до 270 градусов, за счет чего несколько улучшается контраст изображения. Делаем выводы: 1) Яркость каждого субпикселя может меняться плавно, аналоговыми методами. Ведь мы можем завернуть поляризацию потока света на любой угол в промежутке от 0 до 90 градусов - это определяется управляющим напряжением, приложенным к ячейке. 2) Каждый субпиксель матрицы обслуживается своим персональным регулятором – тонкоплёночным транзистором (Thin Film Transistor - TFT). Здесь нет строчной развёртки, как в ЭЛТ, и это очень хорошо. Каждый субпиксель экрана светится с нужной яркостью до тех пор, пока от управляющей схемы (видеокарты) не придёт команда сменить цвет точки. Поэтому мерцания на экране нет при любой частоте кадровой развёртки - хоть при 60 герцах. 3) Однако, в том, что у каждого субпикселя есть персональный регулятор, кроется и минус: если какой-то управляющийтранзистор сгорит - прощай полноценный пиксель и здравствуй «битая точка». 4) Смена яркости субпикселей происходит не мгновенно. Именно в фундаментальных свойствах материи, а именно - в характеристиках жидких кристаллов - кроется одна из главных проблем TFT-LCD. Это ограниченная скорость реакции и, как следствие, проблемы с качественным отображением быстро меняющихся динамических сюжетов.
Классификация TFT-LCD Покупая ЖК-монитор, в технических характеристиках вы скорее всего увидите одну из трёх аббревиатур. TN+Film, IPS или MVA. Это названия самых распространённых на сегодня технологий изготовления TFT-LCD. Рассмотрим их по очереди.
1) TN+Film. Это самая первая технология, по которой делаются активные ЖК-мониторы. Она отработана до предела, поэтому себестоимость матриц получается наиболее низкой. Практически все15-дюймовые и очень многие 17-дюймовые мониторы сделаны именно по этой технологии. Аббревиатуру TN+Film можно перевести как «скрученное состояние жидкого кристалла + плёнка». Под плёнкой подразумевается дополнительное внешнее покрытие экрана, расширяющее угол обзора. В обычном состоянии, при отсутствии управляющего напряжения, жидкие кристаллы в TN+Film находятся в скрученной фазе и субпиксель ярко горит. Чем больше приложенное к ячейке напряжение, тем больше распрямляются молекулы жидких кристаллов. При максимальном управляющем напряжении субпиксель будет затемнён до предела. Из принципа работы TN+Film сразу же вытекают два самых больших недостатка этой технологии. Во-первых, если откажет управляющий транзистор, мы вынуждены будем постоянно созерцать ярко горящий субпиксель. А найти матрицу совсем без «мёртвых» точек достаточно трудно, ведь по существующим сейчас нормам наличие даже пяти битых пикселей не считается неисправностью и такой монитор вам не поменяют. Второй недостаток: из-за того, что даже при максимальном приложенном напряжении молекулы жидкого кристалла могут не раскрутиться до конца, чёрный цвет получается не идеальным, а скорее темно-тёмно-серым. Есть и третий недостаток: угол обзора, несмотря на специальную плёнку-покрытиередко превышает 140-150 градусов, а это маловато по сегодняшним меркам. Жаль, что эти врождённые недостатки обойти очень трудно или вовсе невозможно. Ведь востальном TN-Film-матрицы обладают неплохими характеристиками.
2) IPS. Отличительная особенность состоит в том, что оба управляющих полупрозрачных электрода расположены в одной плоскости - только на нижней стороне ЖК-ячейки. Жидкие кристаллы располагаются иначе, чем в случае с TN+Film: в расслабленном состоянии они не пропускают свет и субпиксель получается затемнённым. Чем больше управляющее напряжение - тем больше кристаллы закручивают поляризацию светового пучка и тем ярче горит субпиксель. За счёт другой конструкции iPS-матрицы имеют больший, чем у TN+Film, угол обзора. Черный цвет получается действительно чёрным, а не тёмно-серым. Именно поэтом панели IPS имеют хорошую контрастность. Ну и битые пиксели не так заметны, ведь если управляющий TFT у какого-нибудь субпикселя сгорит, мы получим тёмную точку на экране. Это плюсы, и их действительно немало, чтобы оправдать повышенную цену данных панелей. И быть бы технологии IPS самой лучшей, если бы не один значительный недостаток: большое время реакции.
3) MVA. Молекулы жидких кристаллов ориентированы в вертикальном направлении (Vertical Alignment) и при отсутствии управляющего напряжения не меняют поляризации светового потока. Таким образом, битые субпиксели, как и в случае с IPS, превращаются в тёмные точки, что является несомненным плюсом. В связи с особенностями конструкции (длинные, вертикально ориентированные цепочки кристаллов), при изменении угла обзора может сильно меняться светоотдача субпикселя (а следовательно– цвет результирующего пикселя). Поэтому каждый субпиксель разделён на несколько зон (Multi-Domain), каждая из которых оптимизирована для наилучшей светоотдачи в своём секторе обзора. Таким образом была решена проблема сильно ограниченных углов обзора в исходной технологии VA. MVA-матрицы обладают всеми плюсами технологии IPS (глубокий чёрный цвет фона, тёмный цвет битых пикселей, широкие углы обзора), но при этом имеют лучшую скорость реакции. Но переключения между крайними положениями яркости субпикселя происходят быстро, а переход молекул кристаллов в промежуточное состояние длится дольше. Возможно смазывание картинки при быстрых перемещениях в динамичных играх, а также при просмотре видео. MVA - это лучшая технология на сегодня. Ярко выраженных недостатков у этих матриц нет. Главное препятствие на пути повсеместного внедрения технологии MVA – высокая цена.
Плюсы TFT-LCD Разумеется, плюсов у TFT-LCD по сравнению с ЭЛТ очень много: намного меньшие габариты, заметно меньшее энергопотребление, несколько меньший уровень вредных электромагнитных излучений, меньшая чувствительность к магнитным полям, идеальная геометрия изображения, почти идеальная чёткость элементов, отсутствие необходимости подстраивать изображение и выбирать конкретный экземпляр монитора (все экземпляры одной модели практически одинаковы, в отличие по разному настроенных ЭЛТ).
Минусы TFT-LCD мониторов Недостатков у TFT-мониторов немного, но они существенны. Во-первых, высокая цена! Во-вторых, в процессе изготовления TFT-панелей практически невозможно избежать наличия «бракованных» или «пробитых» пикселей. Что это такое? Производитель не считает браком наличие 3-х - 8-ми (у разных производителей по-разному) пикселей, у которых одна из ЖК-ячеек (какой-либо цвет) не работает, и вы видите более яркую или менее темную точку на экране. Иногда не работает весь пиксель (его еще называют «пробитым»), и тогда белая точка на темном экране горит всегда и портит всю картинку. Бывают случаи, когда в начале эксплуатации после нескольких часов работы бракованные пиксели появляются, но производитель не считает это браком. Пожалуй, самым большим недостатком можно считать фиксированное рабочее разрешение TFT- монитора. Что это значит? В TFT-мониторе установлено определенное количество транзисторов определенное разрешение, и хотя допускается переход на более низкое разрешение это разрешение может формироваться даже не «ровным» количеством пикселей и картинка выглядит несколько «угловато». На новых TFT-мониторах этот недостаток удается решить при помощи программных средств. Среди мелких недостатков, которые могут быть или не быть, это более менее равномерная освещенность всей TFT-панели. Неравномерная освещенность матрицы приводит к тому, что некоторые части экрана будут как бы не в фокусе.
|
, где mxn– разрешение экрана (разрешающая способность),
