Видеосистема

Материал из ПИЭ.Wiki

Перейти к: навигация, поиск

Основные понятия.

Видеока́рта (известна также как графи́ческая пла́та, графи́ческий ускори́тель, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ).

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера. Например, все современные видеокарты NVIDIA и AMD (ATi) поддерживают приложения OpenGL на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные способности графического процессора для решения неграфических задач.


История развития видеоадаптеров.


МDA (Monochrome Display Adapter)разработанный в 1981г - монохромный адаптер, применяемый в первых PC. Режим работы - только текстовой, монохромный, 4 цвета реализуются атрибутами знакоместа: обычный, подсвеченный, подчеркнутый, инверсный.

MGA (Monochrome Graphics Adapter) разработанный в 1982г - монохромный графический адаптер, графическое расширение MDA, обеспечивается режим 720x350 с двумя битами на пиксел. Иногда называют Hercules Graphics Adapter (HGC, Hercules Graphic Controller).

CGA (Color Graphics Adapter), цветной графический адаптер. Первая графическая система PC. Режимы - текстовой и графический, разрешение низкое, особенно по вертикали.

EGA (Enhanced Graphics Adapter), улучшенный (расширенный) графический адаптер. Режимы работы - текстовый и графический, кроме собственных видео-режимов поддерживает режимы MDA и CGA.

PGA (Professional Graphic Adapter), профессиональный графический адаптер с процессором трехмерной графики. Появился в 1984 году и не прижился из-за высокой цены.

MCGA (Multi Color Graphics Array), блок видеосистемы на системной плате PS/2. Поддерживаются режимы CGA и другие.

VGA (Video Graphics Array), видеографическая матрица. Появился как блок видеосистемы на системной плате PS/2, затем стал самостоятельным стандартным адаптером. Режимы: текстовой и графический. Поддерживает режимы MDA, CGA, EGA и дополнительные... Обеспечивает 256 цветов на экране из палитры 262144 цветов или 64 градации серого. Адаптеры различных производителей могут различаться на аппаратном уровне, совместимость обеспечивается на уровне BIOS-а.

IBM 8514/A display adapter - адаптер для шины MCA PS/2. Превосходит VGA по разрешению, имеет аппаратную поддержку многих функций. Все преимущества реализуются только с монитором IBM 8514.

XGA, XGA-2 (eXtended Graphics Array), высокопроизводительные 32-битные адаптеры. Хорошо сочетаются с монитором IBM 8514.

SVGA (Super Video Graphics Array) разработанная в 1991г, видеографическая матрица высокого класса, превосходят VGA по разрешению (от 800*600 и выше) и/или количеству цветов (True Color 16-32 млн цветов). Является стандартом среди видео-карт с 1992 года. В режимах VGA эти адаптеры стандартизированы, на более высоком разрешении взаимной совместимости на уровне регистров нет.


Содержание

Устройство видеоадаптеров

Любая современная видеокарта состоит из следующих модулей:

Графический процессор (Graphics processing unit) — Освобождает ресурсы центрального процессора, управляя расчётами выводимого изображения, производит обработку команд трёхмерной графики. Этот модуль - основа графической платы, и он определяет быстродействие и возможности всей платы. Современные графические процессоры по сложности не уступают ЦП компьютера, и могут превосходить его по числу транзисторов. Современная GPU архитектура обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блок обработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.

Видеоконтроллер — формирует изображение в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и обрабатывает запросы центрального процессора. Кроме этого, обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина шины видеопамяти и внутренней шины обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается RAMDAC. Современные графические адаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют как минимум два видеоконтроллера, котрые работают независимо друг от друга и управляют одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.

Видеопамять — это своего рода кадровое хранилище, в котором содержится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое GPU и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти также хранятся промежуточные не отображаемые на экране фрагменты изображения и другие данные. Есть несколько типов памяти, различающейся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты оснащаются памятью типа DDR, DDR2 или GDDR3. Следует также обратить внимание, что кроме видеопамяти, установленной на карте, современные графические процессоры, как правило, используют в своих нуждах часть общей памяти компьютера, доступ к которой осуществляет драйвер видеоадаптера через шину PCIE или AGP.

Цифро-аналоговый преобразователь (RAMDAC - Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) — используется для преобразования изображения, которое формирует видеоконтроллер, в уровни интенсивности цвета, посылаемые на аналоговый монитор. Допустимый диапазон цветности изображения характеризуется лишь параметрами RAMDAC. Обычно RAMDAC имеет четыре ключевых блока - три цифроаналоговых конвертера, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий, RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн. цветов (а за счёт гамма-коррекции появляется возможность отобразить исходные 16,7 млн. цветов в большее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждому каналу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1 млрд. цветов, однако эта возможность используется очень редко. Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит заметить, что видеопроекторы и мониторы, подключаемые к цифровому DVI входу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют свои цифроаналоговые преобразователи и не зависят от характеристик ЦАП видеокарты.

Видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. Видеоконтроллер не использует ПЗУ напрямую - к нему обращается только центральный процессор. Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки операционной системы, а также содержит системные данные, читаемые и интерпретированные видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от метода разделения ответственности между BIOS и драйвером). На большинстве современных видеокартах установлены электрически перепрограммируемые ПЗУ (EEРROM, Flash ROM), которые допускают перезапись видео-BIOS самим пользователем с помощью специального ПО.

Система охлаждения — предназначена для поддержания температуры видеопроцессора и видеопамяти в допустимых для нормальной работы пределах.

Полнофункциональную и правильную работу современного графического адаптера обеспечивает видеодрайвер - специальное программное обеспечение, поставляемое производителем видеокарты и загружаемое в процессе запуска операционной системы. Видеодрайвер используется как интерфейс между видеоадаптером и системой с запущенными в ней приложениями. Так же как и видео-BIOS, драйвер организует и программно контролирует работу всех модулей видеоадаптера используя специальные регистры управления, доступ к которым происходит через соответствующую шину.


Принцип работы видеоадаптеров

Прежде чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются в аналоговые данные и уже после этого направляются в монитор и формируют изображение. Сначала данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Таким образом, почти на всем пути следования цифровых данных над ними производятся различные операции преобразования, сжатия и хранения. Оптимизируя эти операции, можно добиться повышения производительности всей видеоподсистемы. Лишь последний отрезок пути, от RAMDAC до монитора, когда данные имеют аналоговый вид, нельзя оптимизировать.

Рассмотрим подробнее этапы следования данных от центрального процессора системы до монитора. 1. Скорость обмен данными между CPU и графическим процессором напрямую зависит от частоты, на которой работает шина, через которую передаются данные. Рабочая частота шины зависит от чипсета материнской платы. Для видеоадаптеров оптимальными по скорости являются шина PCI и AGP. При существующих версиях чипсетов шина PCI может иметь рабочие частоты до нескольких десяков Гбит.

Чем выше рабочая частота шины, тем быстрее данные от центрального процессора системы дойдут до графического процессора видеоадаптера.

2. Ключевой момент, влияющий на производительность видеоподсистемы, вне зависимости от специфических функций различных графических процессоров, это передача цифровых данных, обработанных графическим процессором, в видеопамять, а оттуда в RAMDAC. Самое узкое место любой видеокарты - это видеопамять, которая непрерывно обслуживает два главных устройства видеоадаптера, графический процессор и RAMDAC, которые вечно перегружены работой. В любой момент, когда на экране монитора происходят изменения (иногда они происходят в непрерывном режиме, например движение указателя мыши, мигание курсора в редакторе и т.д.), графический процессор обращается к видеопамяти. В то же время, RAMDAC должен непрерывно считывать данные из видеопамяти, чтобы изображение не пропадало с экрана монитора. Поэтому, чтобы увеличить производительность видеопамяти, производители применяют различные технические решения. Например, используют различные типы памяти, с улучшенными свойствами и продвинутыми возможностями, например VRAM, WRAM, MDRAM, SGRAM, или увеличивают ширину шины данных, по которой графический процессор или RAMDAC обмениваются информацией с видеопамять, используя 32 разрядную, 64 разрядную или 128 разрядную видеошину.


Характеристики

Ширина шины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт.

Важный параметр в производительности карты. Объём видеопамяти, измеряется в мегабайтах — объём собственной оперативной памяти видеокарты. Видеокарты, интегрированные в набор системной логики материнской платы или являющиеся частью ЦПУ, обычно не имеют собственной видеопамяти и используют для своих нужд часть оперативной памяти компьютера (UMA - Unified Memory Access).

Частоты ядра и памяти — измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.

Текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселов в секунду, показывает количество выводимой информации в единицу времени.

Выводы карты — видеоадаптеры MDA, Hercules, CGA и EGA оснащались 9-контактным разьемом типа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разьем Composite Video, позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приемник или монитор, оснащенный НЧ-видеовходом. Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). Изредка ранние версии VGA-адаптеров имели также разьем предыдущего поколения (9-контактный) для совместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавался переключателями на плате видеоадаптера. В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо Display Port в количестве от одного до трех. Некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью видеовыходами. Порты D-SUB, DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников. Dispay Port позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе акустические системы, USB-концентраторы и иные устройства ввода-вывода. На видеокарте также возможно размещение композитных и S-Video видеовыходов и видеовходов (обозначаются, как ViVo).


Монитор

Монито́р, диспле́й — универсальное устройство визуального отображения всех видов информации. Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения — активно-матричные и пассивно-матричные ЖКМ.

Виды мониторов.

Мониторы с электронно-лучевой трубкой

Сегодня самый распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode ray tube) мониторы. В основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но технически правильно говорить электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Используемая в этом типе мониторов технология была создана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще говоря - осциллографа. Развитие этой технологии применительно к созданию мониторов за последние годы привело к производству все больших по размеру экранов с высоким качеством и при низкой стоимости. Сегодня найти в магазине 14" монитор очень сложно, а ведь года три четыре назад это был стандарт. Сегодня наблюдается явная тенденция в сторону 17" экранов. Рассмотрим принципы работы CRT мониторов. CRT монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой находится вакуум. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. Для создания изображения в CRT мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. В цветном CRT мониторе используется три электронные пушки. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов. Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета. Фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам: красный, зеленый и синий. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофора, чьё свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется, и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет. Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно разница в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев, определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой. Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия, используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса: трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые (Slot mask) и теневые маски (Shadow mask). Теневая маска (Shadow mask) - это самый распространенный тип масок для CRT мониторов. Теневая маска состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Отверстия в металлической сетке работают как прицел, именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками, где каждая такая точка состоит из трех люминофрных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего, которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется шаг точки (dot pitch) и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения. Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов. Щелевая маска (Slot mask) - это технология широко применяется компанией NEC. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Минимальное расстояние между двумя ячейками называется щелевым шагом (slot pitch). Чем меньше значение щелевого шага, тем выше качество изображения на мониторе. Кроме мониторов NEC, щелевая маска также используется в мониторах Panasonic. Есть и еще один вид трубок, в которых используется "Aperture Grill" (апертурная или теневая решетка). Эти трубки стали известны под названием Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony еще в 1982 году. В трубках с апертурной решеткой применяется оригинальная технология, где имеется три лучевые пушки, три катода и три модулятора, но при этом имеется одна общая фокусировка. Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется шагом полосы (strip pitch) и измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага полосы, тем выше качество изображения на мониторе. Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. А вот расстояние между отверстиями маски измеряется в миллиметрах. Чем меньше шаг точки, тем лучше монитор: изображения выглядят более четкими и резкими, контуры и линии получаются ровными и изящными. Стандартной для 14" монитора является величина равная 0,28 мм, встречаются также 0,26; 0,21; 0,31; 0,22 мм и др

Жидкокристаллические мониторы

LCD (Liquid crystal display) мониторы сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. Основываясь на этом открытии и в результате дальнейших исследований, стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения. Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в кварцевых часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Сегодня, в результате прогресса в этой области, начинают получать все большее распространение LCD мониторы для настольных компьютеров. Экран LCD монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которые могут манипулироваться для отображения информации. Технологические новшества позволили ограничить их размеры величиной маленькой точки, соответственно на одной и той же площади экрана можно расположить большее число электродов, что увеличивает разрешение LCD монитора, и позволяет нам отображать даже сложные изображения в цвете. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади так, чтобы свет порождался в задней части LCD дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основные цвета. Комбинируя три основные цвета для каждой точки или пикселя экрана, появляется возможность воспроизвести любой цвет. Первые LCD дисплеи были очень маленькими, около 8 дюймов, в то время как сегодня они достигли 15" размеров для использования в ноутбуках, а для настольных компьютеров производятся 19" и более LCD мониторы. Вслед за увеличением размеров следует увеличение разрешения, следствием чего является появление новых проблем, которые были решены с помощью появившихся специальных технологий. Одной из первых проблем была необходимость стандарта в определении качества отображения при высоких разрешениях. Первым шагом на пути к цели было увеличение угла поворота плоскости поляризации света в кристаллах с 90° до 270° с помощью STN (Super twisted nematic) технологии.. Технология STN позволяет увеличить угол кручения ориентации кристаллов внутри LCD дисплея с 90° до 270°, что обеспечивает лучшую контрастность изображения при увеличении размеров монитора. Вкратце о разрешении LCD мониторов. Это разрешение одно и его еще называют native, оно соответствует максимальному физическому разрешению CRT мониторов. Именно в native разрешении LCD монитор воспроизводит изображение лучше всего. Это разрешение определяется размером пикселей, который у LCD монитора фиксирован. При этом есть возможность использовать и более низкое, чем native, разрешение. Для этого есть два способа. Первый называется центрирование. Суть метода в том, что для отображения изображения используется только то количество пикселей, которое необходимо для формирования изображения с более низким разрешением. В результате изображение получается не во весь экран, а только в середине. Все неиспользуемые пиксели остаются черными, т.е. вокруг изображения образуется широкая черная рамка. Второй метод называется растяжение. Суть его в том, что при воспроизведении изображения с более низким, чем native, разрешением, используются все пиксели, т.е. изображение занимает весь экран. Однако из-за того, что изображение растягивается на весь экран, возникают небольшие искажения, и ухудшается резкость. Поэтому при выборе LCD монитора важно четко знать, какое именно разрешение вам нужно. К преимуществам LCD мониторов можно отнести то, что они действительно плоски в буквальном смысле этого слова, а создаваемое на их экранах изображение отличается четкостью и насыщенностью цветов. Потребляемая и рассеивамая мощность у LCD мониторов существенно ниже, чем у CRT мониторов. Одно разрешение с фиксированным размером пикселей. Оптимально можно использовать только в этом разрешении; в зависимости от поддерживаемых функций расширения или компрессии можно использовать более высокое или более низкое разрешение, но они не оптимальны. Поддерживаются различные разрешения. При всех поддерживаемых разрешениях монитор можно использовать оптимальным образом. Ограничение накладывается только приемлемостью частоты регенерации. Частота регенерации Оптимальная частота 60 Гц, чего достаточно для отсутствия мерцания. Только при частотах свыше 75 Гц отсутствует явно заметное мерцание. Точность отображения цвета Поддерживается True Color и имитируется требуемая цветовая температура. Поддерживается True Color и при этом на рынке имеется масса устройств калибровки цвета, что является несомненным плюсом. Формирование отображения Изображение формируется пикселями, число которых зависят только от конкретного разрешения LCD панели. Шаг пикселей зависит только от размера самих пикселей, но не от расстояния между ними. Каждый пиксель формируется индивидуально, что обеспечивает великолепную фокусировку, ясность и четкость. Изображение получается более целостным и гладким. Пиксели формируются группой точек или полосок. Шаг точки или линии зависит от расстояния между точками или линиями одного цвета. В результате четкость и ясность изображения сильно зависит от размера шага точки или шага линии и от качества CRT. Угол обзора В настоящее время стандартным является угол обзора 120 и выше; с дальнейшим развитием технологий следует ожидать увеличения угла обзора. Отличный обзор под любым углом. Энергопотребление и излучение Практически никаких опасных электромагнитных излучений нет. Уровень потребления энергии примерно на 70% ниже, чем у стандартных CRT мониторов. Всегда присутствует электромагнитное излучение, однако их уровень зависит от того, соответствует ли CRT какому-либо стандарту безопасности. Потребление энергии в рабочем состоянии на уровне 80 Вт. Интерфейс монитора Цифровой интерфейс, однако, большинство LCD мониторов имеют встроенный аналоговый интерфейс для подключения к наиболее распространенным аналоговым выходам видеоадаптеров. Аналоговый интерфейс. Сфера применения Стандартный дисплей для мобильных систем. В последнее время начинает завоевывать место и в качестве монитора для настольных компьютеров. Стандартный монитор для настольных компьютеров. Крайне редко используются в мобильном виде.

Плазменные мониторы

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 начали производство плазменных мониторов с диагональю 40" и более, причем некоторые модели уже готовы для массового производства. Работа плазменных мониторов очень похожа на работу неоновых ламп, которые сделаны 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 работает как обычная флуоресцентная лампа. Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствие дрожания являются большими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть нормальное изображение на плазменных мониторах существенно больше чем 45° в случае с LCD мониторами. Главными недостатками такого типа мониторов является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора и низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Из-за этих ограничений такие мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, т.е. там, где требуются большие размеры экранов для отображения информации.

Пластиковые мониторы

Есть и еще одна новая технология, это LEP (Light emission plastics) или светящий пластик. На сегодняшний день компания может представить монохромные (желтого свечения) LEP-дисплеи, приближающиеся по эффективности к жидкокристаллическим дисплеям LCD, уступающие им по сроку службы, но имеющие ряд существенных преимуществ: Поскольку многие стадии процесса производства LEP-дисплеев совпадают с аналогичными стадиями производства LCD, производство легко переоборудовать. Кроме того, технология LEP позволяет наносить пластик на гибкую подложку большой площади, что невозможно для неорганического светодиода (там приходится использовать матрицу диодов); Пластик сам излучает свет и ему не нужна подсветка и прочие хитрости, необходимые для получения цветного изображения на LCD-мониторе. Больше того, LEP-монитор обеспечивает 180-градусный угол обзора; Устройство дисплея предельно просто: вертикальные электроды с одной стороны пластика, горизонтальные - с другой. Изменением числа электродов на единицу протяженности по горизонтали или вертикали можно добиваться любого необходимого разрешения, а также, при необходимости, различной формы пиксела; Поскольку LEP-дисплей работает при низком напряжении питания (менее 3 V) и имеет малый вес, его можно использовать в портативных устройствах, питающихся от батарей; LEP-дисплей обладает крайне малым временем переключения (менее 1 микросекунды), поэтому его можно использовать для воспроизведения видеоинформации; Эти преимущества плюс дешевизна привели к возникновению у LEP-технологии достаточно радужных перспектив.


Проектор

Прое́ктор- (или видеопроекторы, как их нередко называют) - устройство предназначенное для отображения на большом экране информации,

получаемой от компьютера, видеомагнитофона, DVD-проигрывателя, видеокамеры, документ-камеры.



Виды проекторов.


DLP-проектор - (Digital Light Processing) - технология, используемая в проекторах. Её создал Лари Хорнбек из компании Texas Instruments в 1987 году.

В основе технологии DLP-проекторов - DMD-матрица, которая состоит из микрозеркал, расположенные в виде матрицы на полупроводниковом чипе, называемом Digital Micromirror Device (DMD, цифровое микрозеркальное устройство). Каждое такое зеркало представляет собой один пиксель в проецируемом изображении.



Жидкокристаллический проектор - устройство, проецирующее на экран изображение, созданное одной или несколькими жидкокристаллическими матрицами.

У LCD-проекторов технология основана на трех LCD-матрицах, работающих на просвет. Жидкокристаллические LCD-проекторы весят от 2,5 килограмм, у них высокие показатели яркости изображения и насыщенности цвета, и дают они более высокий световой поток, чем DLP-проекторы. Единицей измерения светового потока является ANSI-люмен, и чем он выше, тем лучше качество изображения LCD-проекторов в освещенном помещении. Важной характеристикой LCD-проекторов является контрастность: чем выше контрастность, тем более четким будет изображение, отчетливо будут видны темные детали на темном фоне и светлые детали на светлом. Различие между DLP-проекторами LCD-проекторами заметно и в области показателей четкости компьютерных изображений. При одинаковом разрешении LCD-проектор показывает более четкое изображение, чем DLP-проектор.


LCOS проектор - (англ. Liquid Crystal on Silicon - жидкие кристаллы на полупроводнике) - это проектор, использующий ЖК-матрицу, которая расположена поверх единой зеркальной подложки.


Свет лампы проецируется на экран сквозь ЖК-матрицу, формирующую изображение из активных (прозрачных) и неактивных (непрозрачных) пикселей. В DLP-проекторе аналогичную задачу выполняет чип, отражающий на экран свет миллионами подвижных микрозеркал-пикселей. Несмотря на впечатляющее качество LCoS, у технологии довольно сложная судьба. Сам чип ЖК-на-силиконе изобретен довольно давно, однако до недавнего времени в магазинах можно было найти считанные модели LCoS. Из-за сложности серийного производства в 2004 году от разработки чипа отказались Toshiba и Intel, а известная компания Brillian лишилась выгодного контракта. Не последнюю роль сыграла проблема маркетинга практически "с нуля". В условиях жесткой конкуренции технологий "раскрутка" LCoS требует затраты огромных средств.


Светодиодный проектор(LED) - (англ. light emitting diode, или LED - светодиод) - это проекторы, в которых вместо «горячей» и энергетически прожорливой лампы накаливания используются светодиодные световые излучатели.


Ламп либо три (красный, синий и зеленый), либо больше (помимо основных цветов, Lumileds предложила добавить голубой и желтый, с целью повысить световой поток и обогатить цветопередачу). А еще в LED-проекторах нет светового колеса (которое традиционно применяется в DLP-аппаратах). Вместо него за формирование каждого цветового слоя изображения отвечает специальная электрическая схема, которая с определенной (незаметной глазу) частотой переключает цветовые каналы подсветки. Благодаря инертности зрительного восприятия, на экране мы видим целостную картинку.

HD

HD - (англ. High Definition) - это стандарт передачи изображения высокой чёткости. Изображение имеет формат 16:9 и увеличенное число строк (1080 вместо 625). Для сигнала такого телевидения при передаче требуется вдвое большая полоса частот: 12 МГц вместо 6 МГц для традиционного телевидения (формат 4:3).

HD в сравнении с DVD

С переходом от кинескопных(ЭЛТ) на плоские ТВ(плазма, ЖК, OLED), а также массовое внедрение видеопроекторов выявило невысокий потенциал DVD-Video. На большом экране диагональю более метра изображение с DVD казалось размытым, несмотря на применение современной цифровой обработки видеопотока. Внедрение High Definition призвано исправить ситуацию. Если сравнить Blu-ray / HD DVD с DVD-Video, то получится существенная разница: при использовании новых форматов изображение формирует в 5 раз больше точек, чем в случае DVD-Video: 2,073 млн. у HD1080 против 0,414 млн. точек у DVD-Video. Столь существенное преимущество HD позволяет сформировать существенно более детальное и точное изображение.


Носители

Для распространения материалов высокой чёткости на носителях были созданы два новых формата(носителя) — HD DVD и Blu-Ray. Их объём доходит до 100 Гбайт. Такая высокая ёмкость позволяет сохранять фильмы в формате HD. С 2008 года HD-носителя становятся менее актуальными, так как началось производство Blu-Ray.


Формат Blu-ray

Данный формат продвигает Blu-ray Disc Association во главе с Sony. В ассоциацию входит более сотни компаний производителей оборудования и киностудий, что заметно больше, чем в «лагере» HD DVD. Blu-ray переводится как «голубой луч». Исковеркать написание слова Blue (голубой) пришлось ради возможности регистрации торговой марки. В основе Blu-ray лежит технология «синего» лазера с длиной волны 405 нанометров, диски имеют диаметр 12 см. Разработчикам Blu-ray удалось «втиснуть» на каждый слой до 27 гигабайт данных, а количество слоев уже сейчас может доходить до 4. Очевидное преимущество над HD DVD, с точки зрения информационной емкости, обернулось удорожанием технологии, что отразилось на цене аппаратуры и на стоимости самих носителей BD (Blu-ray Disc). Первые опытные образцы дисков Blu-ray были заключены в защитные картриджи, оберегающие информационный слой. От картриджей удалось отказаться после того, как поверхность Blu-ray дисков стали покрывать сверхпрочным оптическим покрытием. Сам по себе формат Blu-ray предполагает работу с видеопотоком разрешения до 1080p, звуком вплоть до 7.1 и поддержкой протокола защиты информации HDCP. Поддерживаются алгоритмы кодирования видео — MPEG-2 HD, VC1 и H.264/MPEG-4 AVC.


3D

3D - (3D, 3 Dimensions, русск. 3 измерения) - раздел компьютерной графики, охватывающий алгоритмы и программное обеспечение для оперирования объектами в трёхмерном пространстве, а также результат работы таких программ. Больше всего применяется для создания изображений в архитектурной визуализации, кинематографе, телевидении, компьютерных играх, печатной продукции, а также в науке.


Принцип работы

У человека 2 глаза, а значит должны быть два изображения одновременно, по одному для правого и левого глаза. Передаётся два параллельных изображения на один экран, а чтобы уловить этот 3D-эффект нужны специальные очки.

С помощью таких очков
можно смотреть такое изображение

Данный эффект создаётся путём накладки двух изображений друг на друга.


3D-проекторы

Компания NEC разработала проекторы NP115 и NP210, которые способны демонстрировать трехмерные изображения. Отмечается, что новая разработка NEC не требует использования двух проекторов, каждый из которых демонстрирует отдельное изображение для левого и правого глаза, что позволяет существенно снизить стоимость внедрения системы. Представленные новинки основаны на технологии DLP Link и способны выводить изображение с частотой 120 Гц. В данном случае для просмотра трехмерных изображений потребуется использование специальных активных очков. При этом не предъявляется особых требований к поверхности, на которую будет проецироваться изображение, не требуется использование каких-либо фильтров или эмиттеров для синхронизации очков. Таким образом, при помощи новых проекторов NEC можно создавать доступные системы демонстрации 3D-видео в сферах обучения, инженерных разработок, архитектуры и дизайна. Трехмерные проекторы NEC отличаются низким энергопотреблением. Кроме того, в них реализован режим дополнительной экономии энергии Eco mode, который также способствует увеличению ресурса лампы до 5 тыс. часов. Также отмечается, что новинки соответствуют требованиям сертификации TCO.

Такие 3D-проекторы являются альтернативой телевизорам(мониторам), которые слишком сейчас дорогие. Цена варьируется от 500 до 800 $.


Преимущества и недостатки

Преимущества

Преимущества 3D технологии, использующей видео очки: компактность стереосистемы, отключение от окружающей реальности, невысокая цена билета в кинотеатр.

Недостатки

Развитие данная технология получала сравнительно недавно. Откровенно говоря, цена на домашний кинотеатры(или обычное 3DTV) сейчас слишком завышенна. В среднем это свыше 5000-10000 $.

Но это пожалуй не главный отталкивающий фактор в покупке 3D-телевизора(монитора). Для тех, у кого есть проблемы со зрением, просмотр не рекомендуется. Так как после посмотра полутора часового фильма зрение может резко ухудшится. Об этом сейчас стали писать в инструкциях 3D-мониторов, а некоторые модели даже начали отзывать фирмы-изготовители.

Список используемой литературы и ресурсов:

Просмотры
Инструменты

Besucherzahler russian mail order brides
счетчик посещений
Rambler's Top100
Лингафонные кабинеты  Интерактивные доски  Интерактивная приставка Mimio Teach