| Главная » Статьи » Опубликовано |
Мониторы
| Мониторы Последние годы ознаменовались быстрым ростом выпуска жидкокристаллических (ЖК, LCD - Liquid Crystal Display) плоских панелей, сфера применения которых значительно расширилась и охватывает не только такие традиционные области, как ноутбуки и мобильные устройства, но и мониторы для настольных компьютеров. По данным Stanford Resources, доля мониторов с ЖК панелями в общем объеме выпуска достигла в 2000 году 5%. К 2006 году она заметно увеличится - до 30%, но доминировать будут по-прежнему обычные мониторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ, CRT - Cathode Ray Tube). У каждой из конкурирующих технологий имеются свои преимущества и недостатки, но по соотношению цена-качество ЭЛТ останутся на лидирующих позициях еще несколько лет. Цифровой интерфейс По объему информации, поступающей в единицу времени, монитор можно отнести к самым скоростным устройствам современных компьютеров. Например, при экранном разрешении 1600 х 1200, глубине цвета 24 бит и частоте обновления информации (скорости регенерации) 85 Гц на вход монитора поступает поток информации порядка 470 Мб/с (163 млн. пикселов в секунду). Обеспечить такую пропускную способность современным цифровым интерфейсам уже вполне по силам, поэтому вопрос о замене устаревшего аналогового VGA интерфейса, связывающего монитор и компьютер, переходит из чисто теоретической плоскости в практическую. Речь идет, естественно, о скоростном последовательном интерфейсе, способном передавать информацию на расстояние до нескольких метров по достаточно тонкому кабелю (напомним, что параллельный 16-разрядный SCSI интерфейс обеспечивает пока скорости передачи 160-320 Мб/с). Преимущества цифрового интерфейса перед аналоговым очевидны - цифровой передает информацию без потерь и искажений. Как следствие, на практике качество изображения на экране монитора определяется только самим монитором, без какого-либо влияния качества выходных цепей графического адаптера и соединительного кабеля. Цифровой интерфейс, удовлетворяющий требованиям современных ЖК и ЭЛТ мониторов, был представлен в 1999 году специально созданной рабочей группой DDWG (Digital Display Working Group), в которую вошли представители Intel, Compaq, Fujitsu, Hewlett-Packard, IBM, NEC и Silicon Image. Интерфейс DVI (Digital Visual Interface) базируется на разработанной фирмой Silicon Image технологии передачи данных PanelLink, использующей дифференциальное представление сигналов и TMDS (Transition Minimised Differential Signalling) кодирование для сужения занимаемой полосы. Длина кабеля - до 10 метров, для передачи каждого из цветовых сигналов (R, G, В) используется своя витая пара. Скорость передачи - до 1.65 Гбит/с для каждого из цветов. Ее хватает для разрешений вплоть до SXGA (1280 х 1024) при частоте смены кадров 85 Гц и UXGA (1600 х 1200) при 60 Гц. Количество передающих линий может быть удвоено, в этом случае поддерживаются разрешения вплоть до QXGA (2048 х 1536) при 85 Гц и даже более высокие. Интерфейс DVI является логическим продолжением предложенных ранее других типов интерфейсов, также основанных на технологии PanelLink: P&D (Plug&Display), разработанного ассоциацией VESA, и DFP (Digital Flat Panel), разработанного рабочей группой в составе ATI Technologies, Compaq, Prince-ton и некоторых других фирм. Он смог решить сразу несколько проблем. Во-первых, максимальное разрешение при частоте регенерации 85 Гц больше не ограничивается значением 1280 х 1024 благодаря возможности удвоения числа линий передачи. Во-вторых, интерфейсный разъем предусматривает передачу не только цифровой, но и аналоговой VGA информации. Это очень полезно для переходного периода, когда применяются и цифровые, и аналоговые устройства. В-третьих, интерфейс предусматривает использование специального кодирования для защиты информации. Наличие средств защиты является обязательным требованием современной видео индустрии. Видео интерфейс без средств защиты информации не имеет сегодня практически никаких шансов на применение в бытовой электронике, в частности, в телевидении высокой четкости HDTV. Защита информации в DVI может осуществляться с помощью специального кодирования HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection), осуществляемого на передающей стороне (например, в графическом адаптере). В мониторе (или телевизоре) информация принимается и раскодируется. Соответствующие недорогие аппаратные средства для кодирования и декодирования информации уже разработаны и начали выпускаться фирмой Silicon Image. ЭЛТ мониторы Основные достоинства мониторов на электронно-лучевых трубках - невысокая цена, хорошая цветопередача, малое время отклика, высокая контрастность изображения. Основные недостатки - наличие геометрических искажений и ошибок несведения лучей, громоздкость моделей с экранами больших размеров. Современные ЭЛТ являются весьма совершенными устройствами, изготавливаемыми с прецизионной точностью. В сочетании с современными интеллектуальными управляющими электронными схемами они способны обеспечить изображение с малым уровнем искажений. Однако малый уровень искажений - это необходимое, но не достаточное условие для получения изображения высокого качества. Качество изображения тем выше, чем больше его детальность, то есть количество выводимой на экран информации. Для получения более детальных изображений необходимо увеличивать экранное разрешение. Максимальная величина экранного разрешения ЭЛТ определяется количеством содержащихся на экране элементов, формирующих изображение, то есть зависит от плотности их размещения (разрешающей способности) и размера экрана. В процессе совершенствования ЭЛТ плотность экранных элементов возросла с 65 на дюйм у первых поколений до 100-105 на дюйм у самых последних за счет уменьшения размеров элементов (с 0.39 мм до 0.26-0.24 и даже 0.22 мм). Фактически плотность элементов достигла своего предела, так как дальнейшее существенное уменьшение размеров экранных элементов маловероятно по технологическим причинам. В современных мониторах используются в основном ЭЛТ с размером экрана 15, 17, 19 и 21 дюйм (по диагонали) и соотношением сторон 4:3. Диагональ рабочей области экрана примерно на дюйм меньше. По размеру экранного элемента разброс не очень большой (у большинства мониторов размер элемента 0.24-0.26 мм). Максимальные разрешения ЭЛТ, лимитируемые размером экранных элементов (разрешающей способностью), находятся на уровне 800 х 600 или 1024 х 768 для 15-дюймовых моделей, 1024 х 768 или 1280 х 1024 для 17-дюймовых, 1280 х 1024 или несколько выше для 19-дюймовых и 1600 х 1200 или несколько выше для 21 -дюймовых. Обычно именно эти значения из стандартного ряда и указывают производители в качестве максимальных рекомендованных разрешений для своих моделей. В то же время, они обеспечивают для своих мониторов поддержку и более высоких разрешений. Часто это оправдано (в моделях высокого класса с самыми качественными трубками с диагональю 19 и 21 дюйм, имеющими запас по разрешающей способности). Иногда же, как например в 17-дюймовых мониторах, поддержка высоких разрешений (1600 х 1200) реализуется скорее из рекламных соображений, чем из практических, так как разрешающей способности экрана для таких разрешений уже недостаточно. Поскольку максимальное разрешение экрана ЭЛТ определяется в первую очередь его размером, то именно размер экрана является ключевым параметром, разделяющим все мониторы на основные группы. В настоящее время многие производители уже отказались от мониторов с 15-дюймовым экраном, остальные продолжают выпуск весьма ограниченного их ассортимента. Эти мониторы используются в компьютерах самого начального уровня. Относительно компактные 17-дюймовые модели выпускаются в наибольших количествах и используются в компьютерах от начального до высокого уровня. Более крупные 19-дюймовые модели предназначены для высококлассных компьютеров. 21-дюймовые мониторы являются настолько громоздкими, что используются только там, где это действительно необходимо - для профессиональной работы с графикой или для офисной работы с большими объемами отображаемой информации. Внутри каждой группы производители обычно разделяют мониторы на 3 класса. Названия у классов (или серий) могут быть самые разные, например Venture, Business и Professional у фирмы liyama, Business, Professional и High-End у фирмы Samsung и т. п. Суть от этого не меняется. Фактически это разделение на начальный уровень, средний и высокий. Разделение (масштабирование) осуществляется в основном путем варьирования параметров генератора строчной развертки и видеоусилителя. Чем выше параметры обоих устройств (максимальная частота развертки у генератора и полоса пропускания у усилителя), тем большие разрешения можно получить при сохранении высокой скорости регенерации и необходимой четкости изображения (естественно, с учетом разрешающей способности экрана, то есть качества ЭЛТ). Для получения не мерцающего изображения скорость регенерации в соответствии с рекомендациями ассоциации VESA должна быть не менее 85 Гц. Режимы, обеспечивающие соответствующие значения, удовлетворяют требованиям эргономики и не утомляют зрение. Достижение высоких скоростей регенерации при высоких разрешениях сопряжено с определенными трудностями, так как требует увеличения частоты строчной развертки, то есть применения более качественной и дорогой электроники (максимальное значение скорости регенерации равно максимальной частоте строчной развертки разделенной на число строк в кадре). По общему уровню качества изображения мониторы одинаковых классов от разных производителей несколько отличаются. Некоторые производители ориентированы преимущественно на более качественные (и более дорогие) решения, другие же склоняются к более простым (и недорогим). Несмотря на громкие названия, например Professional, применяемые некоторыми производителями к линейкам своих мониторов, моделей действительно профессионального класса, удовлетворяющих специальным требованиям по точности цветопередачи, довольно мало. Все эти модели имеют экран размером не менее чем 21 дюйм (например Sony Multiscan F520, Mitsubishi Diamond Pro 2060u). Традиционно ЭЛТ с апертурной решеткой (AG - Aperture Grille) используются преимущественно в мониторах достаточно высокого уровня. Основным преимуществом апертурной решетки (это система тонких вертикально расположенных струн) является ее более высокая по сравнению с теневой маской прозрачность для пучка электронов. За счет этого можно получить более высокую яркость и лучшую долговременную стабильность параметров. Кроме того, трубки с апертурной решеткой в вертикальном направлении абсолютно плоские (они имеют цилиндрическую поверхность), так что для получения абсолютно плоского экрана необходимо избавиться только от кривизны в горизонтальном направлении, что технически не очень сложно. Ведущим производителем ЭЛТ с апертурной решеткой является фирма Sony, разработавшая саму эту технологию и использующая ее в своих ЭЛТ типа Trinitron. В настоящее время Sony полностью перешла на выпуск ЭЛТ с абсолютно плоским экраном (FD Trinitron) во всем диапазоне размеров - 15,17,19, 21 и 24 (широкий экран с отношением сторон 16:10) дюймов. Шаг апертурной решетки, определяющий размер экранного элемента (это кратчайшее расстояние между вертикальными полосками люминофора одинакового цвета), у 15-, 17- и 19-дюймовых моделей составляет 0.24-0.25 мм (переменный шаг), у 21 дюймовых моделей - 0.24 или даже 0.22 мм, у широкоэкранной 24-дюймовой трубки - 0.23-0.27 мм (переменный шаг). Трубки с апертурной решеткой после окончания срока действия патентов Sony стала производить и фирма Mitsubishi. Ее ЭЛТ серии Diamondtron NF также имеют абсолютно плоский экран, шаг апертурной решетки у них составляет 0.24 мм, 0.25 мм или 0.25-0.27 мм (переменный шаг). Трубки Mitsubishi поставляются многим производителям мониторов, в то время как Sony в основном использует свои трубки в собственных изделиях и поставляет их другим производителям в ограниченных количествах. Трубки с теневой маской (SM - Shadow Mask) выпускаются многими производителями и используются в мониторах всех классов - от начального до самого высокого. Размер экранного элемента у современных ЭЛТ с теневой маской примерно такой же, как и у трубок с апертурной решеткой - 0.25 или 0.26 мм (правда, в мониторах начального уровня часто используются трубки с размером элемента 0.27 или 0.28 мм). Размер элемента у трубок с теневой маской определяется как кратчайшее расстояние между точками люминофора одинакового цвета (диагональный шаг). Часто вместо него (или вместе с ним) указывается так называемый горизонтальный шаг, то есть горизонтальная проекция диагонального шага, которая несколько меньше. Однако по количеству экранных элементов обе технологии - апертурная решетка и теневая маска - примерно соответствуют друг другу. Среди ЭЛТ с теневой маской тоже имеются модели с абсолютно плоским экраном, например PanaFlat фирмы Panasonic и DynaFlat фирмы Samsung, но основная масса имеет по-прежнему слегка выпуклый экран. ЖК мониторы Основные достоинства мониторов на ЖК панелях - отсутствие геометрических искажений и ошибок несведения, абсолютно плоский экран, высокая яркость, малая глубина. Главный недостаток - высокие цены. По мере совершенствования технологии производства ЖК панелей их выпуск увеличивался и цены снижались. Но одновременно, что не менее важно, улучшалось и их качество. Современные модели на активных жидкокристаллических панелях TFT (Thin Film Transistor) по качеству изображения намного превосходят своих предшественников. Но по некоторым параметрам все еще уступают высококачественным ЭЛТ. Они обеспечивают худшую цветопередачу, время отклика у них больше, угол обзора ограничен. Имеются проблемы и с экранами больших размеров, так как с ростом размера стоимость ЖК панелей очень сильно увеличивается. Разрешения ЖК мониторов, также как и обычных, должны соответствовать стандартному ряду ассоциации VESA. Чтобы потребителю было легче ориентироваться, желательно также определенное соответствие и с существующим рядом диагональных размеров экранов - 15, 17, 19, 21 дюйм (правда, у ЖК мониторов под размером экрана понимается размер изображения, а у обычных мониторов - полный размер лицевой части ЭЛТ). По технологическим причинам для 15-дюймовых экранов было выбрано разрешение XGA (1024 х 768) при размере элемента изображения 0.3 мм. Затем элемент изображения был уменьшен до 0.28-0.26 мм, а разрешение повышено до SXGA (1280 х 1024), размер экрана при этом составляет 17-18 дюймов. Подавляющее большинство выпускаемых в настоящее время моделей имеет экраны размером 15 и 17-18дюймов. Следующий шаг - к экрану размером 21 дюйм с разрешением 1600 х 1200 - оказался очень сложным, так как при таких размерах экрана стоимость ЖК панелей пока непомерно высока. Тем не менее некоторые фирмы уже объявили модели с 21-дюймовым экраном, например NEC.MultiSync LCD2110, Samsung SyncMaster 210TTFT. Позиционируются они как устройства для профессиональной работы с графикой (проектирование, издательские системы), но представленные на этом рынке обычные мониторы высокого класса обладают лучшими параметрами и гораздо дешевле. Поэтому некоторые другие фирмы, например Compaq, вообще не планируют пока выпуск ЖК мониторов- с экраном более 18 дюймов, считая что рынок для них крайне ограничен. ЖК технология дает возможность получать более высокие разрешения и без увеличения размера экрана, только за счет повышения плотности размещения элементов изображения, то есть уменьшения их размеров. Нынешние экраны для ЖК мониторов имеют около 90 элементов на дюйм, а экраны для ноутбуков - до 120 элементов на дюйм (размер элемента ~ 0.2 мм). Переход к такой плотности размещения элементов, как у ноутбуков, даст для мониторов существенный рост максимальных разрешений. Возможно и еще большее увеличение плотности - до 200 элементов на дюйм (размер элемента -0.13 мкм). Такие экраны уже разработаны. В частности, NEC представила 21-дюймовый монитор с разрешением 2048 х 1536, a Toshiba - 3200 х 2400. Мониторы со сверхвысоким разрешением, на уровне рекордных для ЭЛТ значений (2048 х 1536) и более высоких, могут быть уже вполне конкурентоспособными на рынке оборудования для профессиональной работы с графикой, несмотря на высокую стоимость. С развитием технологии ЖК панели даже массового уровня превзойдут ЭЛТ по плотности размещения элементов изображения и максимальному разрешению. И это может стать тем решающим преимуществом, которое сделает ЖК мониторы предпочтительными для основной массы потребителей, даже несмотря на более высокие (в разумных пределах) цены. Пока же потребители, отдающие предпочтение ЖК мониторам для офисного и домашнего использования, руководствуются другими соображениями: ЖК мониторы занимают меньше места на рабочем столе, у них меньше уровень низкочастотных электромагнитных излучений, они считаются престижными, они интересны с точки зрения дизайна. С основными характеристиками ЖК мониторов ведущих производителей можно ознакомиться в разделе "Справочные данные". ЖК панели являются по своей сути цифровыми устройствами, поэтому использование для них аналогового интерфейса с самого начала представлялось противоестественным. Сигнал претерпевал двойное преобразование: сначала в графическом адаптере (в RAMDAC) переводился в аналоговую форму, а затем, в мониторе, из аналоговой с помощью аналого-цифрового преобразователя опять в цифровую. Из-за такого двойного преобразования ошибки и искажения, вызванные наличием аналогового тракта, более заметны, чем в ЭЛТ мониторах. Поэтому внедрение цифрового интерфейса началось именно с ЖК мониторов. В принципе, для полного перехода ЖК мониторов на цифровой интерфейс уже создана вся необходимая инфраструктура, так как практически все графические процессоры имеют встроенные приемопередатчики PanelLink. Однако производители графических адаптеров пока не торопятся повсеместно устанавливать соответствующие DVI разъемы, так как рынок еще невелик. Но дело уже сдвинулось с мертвой точки и количество моделей графических адаптеров и ЖК мониторов с DVI интерфейсом постепенно увеличивается. Сейчас все больше и больше новых моделей ЖК мониторов наряду с аналоговым интерфейсом имеют и цифровой, например liyama AS4431D, Sony N80, Samsung SyncMaster 210TTFT и многие другие. | |
| Категория: Опубликовано | Добавил: Webcrawler (10.03.2010) | |
| Просмотров: 1276 |
| Всего комментариев: 0 | |