Что мы видим на экране монитора
Что мы видим на экране монитора
| самоучитель для детей |
Урок 4. Монитор – это телевизор для компьютера. 
Одним из важнейших внешних устройств является монитор – экран на подставке. Без него компьютер – не компьютер, ведь без него мы ничего не увидим, ни красивых рисунков, которые сами создали, ни детских компьютерных игр, да и вообще работа на компьютере будет невозможна.
Экран монитора очень похож на обыкновенный телевизор, только обычно меньше по размерам. Изображение на нем цветное, хотя раньше, лет двадцать назад оно было черно-белым.
Если очень близко подойти к включенному экрану и внимательно посмотреть на него, то можно увидеть, что его поверхность покрыта мельчайшими отверстиями, обычно они называются пикселами. Каждый пиксел светится своим цветом – какой черным, какой зеленым, какой красным или синим. Но этих пикселов очень много – несколько сотен в одном направлении и несколько сотен в другом направлении. А так как мы смотрим на экран на некотором расстоянии, то видим на экране не отдельные точки, а целиковые рисунки – значки на Рабочем столе, называемые иконками, разные буквы, цифры и всевозможные картинки.
Вообще то, что мы видим на экране монитора очень похоже на известную детскую игру – мозаику, когда на панельку с отверстиями мы укладываем кнопки с каким-либо цветом. Если на такую панельку посмотреть очень близко, то будет весьма трудно разобрать, что там изображено. А если отодвинуть панельку от глаз, то будет видна выложенная картинка. Что, это ты дернул меня за хвостик? Нет? Но все равно хочешь знать, что такое Рабочий стол? Об этом ты узнаешь дальше, в следующих уроках. А сейчас скажу тебе, что это картинка такая на экране монитора, которая появляется при включении компьютера и которая помогает управлять разными устройствами.
Информация данного сайта предназначена для бесплатного изучения персонального компьютера. Можно копировать, передавать материалы другим лицам.
Запрещается использовать материалы для получения личной финансовой выгоды, а также размещать на сайтах в интернете.
Говорят, что экраны гаджетов вредны для глаз. Мы разобрались
Компьютерные мониторы вредны для зрения?
Да. Любой экран, вне зависимости от качества и наличия стандартов защиты глаз, способен нанести урон зрению.
Офтальмологи выделяют четыре основные причины:
Вред экрана можно свести к минимуму?
Да. Как мы уже сказали, смотреть прямо на свет, а не его отражение, неестественно для глаз. Впрочем, важно понимать, что у лучи бывают разных цветов, и степень урона для глаз от них разная. Следовательно, чтобы еще уменьшить урон, надо свести к минимуму излучение света нежелательных цветов.
Свет солнца кажется нам белым, хотя по факту оно излучает широкий спектр цветовых лучей. Цвет Солнца белый, потому что оно одновременно излучает красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый цвета.
Но, помимо них, от него также исходит ультрафиолетовое (УФ) излучение. Оно самое вредное.
Из других цветов самый неприятный — синий. У него короткие волны и относительно большое количество энергии. Если света мало, то он рассеивается, не достигая хрусталика. Это приводит к снижению четкости изображения и напряжению глаз. Если синего цвета много, это способствует повышению глазного давления. Синий свет не сильно опасен и в гораздо большем количестве поступает от солнца, и тем не менее, есть по крайней мере одно исследование, предполагающее, что длительное воздействие синего света через наши устройства может нанести вред глазам.
Как экраны защищают глаза
Производители экранов стараются свести к минимуму излучение ультрафиолетовых лучей и синего цвета, а также предлагают другие технологии.
Что такое монитор в жизни человека?
Что такое монитор?
Монитор является устройством, которое визуально отображает информацию, идущую от компьютеров, гаджетов и аксессуаров. если сравнивать с телевизором, то тут нет тюнера и декодера, чтобы принимать и обрабатывать сигнал наземного или эфирного телевещания. Монитор включает в себя дисплей, корпус, блок питания и платы управления. Видеосигнал формируется при помощи электронного аппарата, который передает информацию для последующего отображения на экране.
История создания монитора
Самые первые электронные компьютеры получили специальную панель с лампочками. Это позволяло видеть выключение или включение конкретного регистрационного бита. Такое решение давало возможность инженерам следить за состоянием всего устройства. Стоит отметить, что данная панель чуть позже получила название «монитор».
При этом быстрое изменение ограниченного потока информации было сложно реализовать в рамках вывода полноценной картинки на экран. Поэтому панель лампочек больше применялась в качестве инструмента отслеживания функционирования программы. Но постепенно инженеры все-таки стали использовать ЭЛТ-дисплеи именно для вывода информации. Что касается первых моделей классических мониторов, то они стали появляться на мировом рынке в 70-80 годах 20 века.
Принцип работы монитора
Если рассматривать современные мониторы, то главным его компонентом представляется экран. Также многие модели имеют встроенный блок питания. Раз мониторы относятся к электронике, то они состоят из специальных плат управления и узлов. Все это собрано в корпусе.
Принцип работы следующий: с электронного устройства поступает информация, а монитор не только принимает данный видеосигнал, но и отображает его. Причем функции монитора сегодня могут выполнять и телевизоры с низкочастотными входами.
Виды мониторов
Мониторы бывают разных видов:
Виды дисплеев/матриц мониторов
Мониторы могут иметь различные матрицы со своими характерными преимуществами.
Так, экраны бывают следующих видов:
Области применения мониторов
С каждым годом мониторов становится все больше, а области их применения постоянно растут. Сегодня их используют не только в офисах и IT-индустрии, но и в медицине, банках, различных государственных и коммерческих организациях. Все чаще встроенные мониторы можно встретить в автомобилях. Без мониторов невозможно представить себе компьютерный гейминг.
Основные параметры монитора
Любой монитор обладает своими характеристиками. Какие-то модели имеют очень сочные цвета, а другие заполучили мгновенный отклик. При этом важно учитывать основные параметры во время выбора.
Как правило, размер дисплея монитора определяется в дюймах (по диагонали). В продаже можно найти модели от 10 до 55 дюймов. Чем больше диагональ, тем комфортнее работать с фото и видео, а также просматривать соответствующий контент. При этом подбор размеров монитора сугубо индивидуален.
Яркость
Мониторы практически всегда имеют максимальную яркость от 250 кд/м2. Такую цифру часто можно встретить в бюджетных моделях. Что касается «потолка» пиковой яркости, то она способна достигать 1000 кд/м2. Чем выше данный показатель, тем ярче монитор. Особенно высокая яркость важна в дневное время, когда помещение хорошо освещено. Вечером и ночью показатели яркости уже не так критичны.
Контрастность
Контрастностью называют отношение разности яркости черного и белого оттенков. Благодаря высокой контрастности изображение становится не только четким, но и сочным. При этом снижается нагрузка на глаза. Высоким показателем считается 1000:1 и больше. До 600:1 уровень контрастности считается низким.
Глубина цвета
Мониторы современного типа имеют глубину цвета от 8 до 24 бит. Глубина цвета подразумевает количество бит для указания цвета определенного пикселя в буфере видеокадра, либо же в растровом изображении. Также обозначает биты для каждого цветного компонента пикселя. Чем выше глубина цвета, тем больше оттенков способен отображать монитор.
Соотношение сторон
Учитывается не только ширина, но и высота экрана монитора. Полученные пропорции и есть соотношение сторон. Данный показатель отвечает за отображение картинки: вытянутая или квадратная. Соотношение 4:3 является устаревшим, так как использовалось в основном для кинескопных телевизоров и ЭЛТ-мониторов, но все еще подходит для чтения и верстки. Классическим же считается соотношение сторон 16:9 (16:10). Есть тенденция к увеличению ширины дисплеев, что особенно может понравиться геймерам, профессиональным дизайнерам и монтажерам.
От разрешения напрямую зависит четкость изображения. Измеряется в пикселях (горизонталь и вертикаль). Одним из самых распространенных является разрешение Full HD (1920 на 1080 точек). Но следует учитывать, что слишком высокое разрешение при небольших размерах дисплея сделает картинку не очень удобной для восприятия, так как все элементы на экране станут мелкими. С другой стороны, низкое разрешение на больших диагоналях «обеспечит» заметную глазу зернистость. Стоит отметить, что среди дорогих мониторов все чаще встречаются модели с 4K-разрешением (3840×2160).
Для геймеров и профессионалов очень важным является время отклика. Чем оно будет меньше, тем быстрее происходит смена свечения пикселей после каждого пользовательского действия. Измерение происходит в миллисекундах. Как правило, киберспортсмены и заядлые онлайн-игроки выбирают мониторы с временем отклика не выше 1 или 2 мс. Дизайнерам, фотографам, монтажерам и другим специалистам подойдут модели до 10-15 мс.
За показатель смены кадров в секунду отвечает частота обновления экрана с измерениями в герцах. Для максимально плавного изображения матрица монитора должна работать на частоте 120 Гц и выше. Высокая частота обновления монитора особенно заметна во время запуска динамических и онлайн-игр, просмотра блокбастеров и спортивных матчей. Что касается частоты обновления от 50 до 75 Гц, то этого достаточно для работы, чтения, веб-серфинга и остальных дел.
Угол обзора
Широкие углы обзора позволяют смотреть на экран монитора практически с любой стороны, причем без существенного изменения цветовой палитры. Этот показатель особенно важен, если планируется использовать монитор для просмотра фильмов и видео как минимум несколькими людьми. Самые большие углы обзора имеют OLED и IPS дисплеи (от 175-178 градусов). Мониторы с TN и VA матрицами получают более скромные углы обзора, поэтому под наклонами изображение начинает искажать цвета.
Варианты подключения монитора
Практически все современные мониторы оснащаются HDMI-разъемами. Это очень популярный стандарт, способный передавать не только видео, но и аудио информацию, причем одновременно. Имеет поддержку Full HD и 4K.
Подключить внешнее устройство к некоторым мониторам можно с помощью Display Port. Он поддерживает передачу трехмерного изображения и 4K. А еще благодаря Display Port можно соединить несколько мониторов.
Многие мониторы до сих пор оснащаются разъемом DVI, который впервые появился в устройствах более 20 лет назад. DVI способен передавать FHD-видео. Также встречается VGA-разъем (D-Sub), который сегодня подходит для нетребовательных задач.
Какие ещё выходы могут быть у монитора?
Определенные модели среднего и премиального сегментов часто получают дополнительные интерфейсы для подключения различных устройств. Особой популярностью пользуются USB-порты, через которые можно подключать флешки и другие накопители, портативные гаджеты, модемы, а также компьютерные аксессуары. Для акустики и наушников предназначаются специальные аудиопорты. А при помощи продвинутого интерфейса USB Type-C (Thunderbolt) есть возможность еще и заряжать любимые смартфоны и планшеты одновременно с передачей данных или копированием.
Из каких материалов делают мониторы
Некоторые материалы для создания мониторов стали принципиально новыми, но отдельные остаются прежними. Большая часть современных моделей делается из материалов, которые могут использоваться повторно. Для изготовления LCD дисплея производители используют ЖК-панели.
В них стоят полупроводниковые диоды, отправляющие сигналы на тонкопленочные транзисторы. Последние в свою очередь расположены между 2 тонкими подложками из стекла. В большинстве случаев для корпуса берется пластик, однако иногда в нем встречаются и элементы из металла. CRT дисплеи были предшественниками LCD. В них производитель задействовал электронно-лучевую трубку для формирования луча. Они во некоторых моментах похожи на современные модели, но экраны делались из более толстого стекла, так как защищали пользователя от интенсивного излучения.
Топ 10 лучших производителей мониторов
Китайские мониторы – стоит ли покупать?
Немало пользователей решают приобрести мониторы из Китая. У них есть свои плюсы и минусы. К примеру, у бренда Xiaomi выпускаются модели, которые отличаются хорошей яркостью и углом обзора, имеют необходимые сертификаты безопасности, а также защиту от излучения синего цвета. Но для геймеров частота обновления экрана не очень высокая и, отмечается слабая детализация. Еще стоит упомянуть Titan Army C30SK-PRO с огромным дисплеем и хорошим углом обзора. Здесь отличная детализация, но есть рамки вокруг устройства.
Кроме Xiaomi, который завоевал признательность своей техникой, есть еще бренд Mucai. Он производит недорогие мониторы для геймеров. Оборудование имеет неплохие параметры. Марка AOC тоже хорошо известна. Она производит не только доступные модели для геймеров, но еще и мониторы с отличными характеристиками. Так что пользователю важно решить, на какую сумму он рассчитывает и для каких целей он приобретает монитор. Для повседневного использования вполне можно купить китайский монитор, который сможет выполнять необходимые задачи. Для профессионального использования рекомендуется выбирать известные бренды.
Эволюция мониторов — что нас ждёт в будущем?
Мониторы плотно вошли в жизнь современных людей. Благодаря им можно видеть всю необходимую информацию с ПК. В будущем они будут развиваться и видоизменяться, а также скорее всего дополнятся множеством новых функций, поэтому у пользователей станет еще больше возможностей. Многие склоняются что возможен и переход на путь проекции, который сейчас понемногу набирает обороты, и вскоре мониторы, тв и другие дисплеи будут заменены на мини проекторы, голограммы.
Как работает ЖК-экран монитора и телевизора
Содержание
Содержание
Каждый день вы видите самые разнообразные экраны. В их числе рекламные дисплеи на улице, состоящие из светодиодов, а также читалки, в пикселях которых черный пигмент перемещается во взвеси белого пигмента. Или экран кинотеатра, который вовсе не простой кусок ткани, а холст со специальной фактурой и покрытием. Но сейчас речь пойдет не о них, а о жидкокристаллических экранах и о том, каким образом электричество превращается в конечное изображение.
Источник света
Изначально источником света для ЖК-экранов были газоразрядные лампы с холодным электродом (CCFL).
Под действием газового разряда ртуть излучает ультрафиолетовое свечение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофор на стенках колбы и превращается в видимый свет. В отличие от обычных ламп дневного света, у таких ламп электрод без подогрева (что становится ясно из названия). Для нормальной работы им нужно высокое напряжение — до 900 вольт.
Сейчас вместо газоразрядных ламп используют светодиоды. От их типа сильно зависит конечная цена монитора. Так, в бюджетном сегменте используются обычные белые светодиоды W-Led. Основой для белых светодиодов служат синие светодиоды.
Они покрыты слоем люминофора, который преобразует часть синего спектра в другие цвета. В результате из синих светодиодов получаются белые светодиоды.
Обычный люминофор для белых светодиодов состоит из множества редкоземельных металлов: иттрий, гадолиний, церий, тербий, лантан.
В профессиональных устройствах подсветку из белых светодиодов дополняют зелеными светодиодами (GB-LED). Это дешевле люминофора, дающего нужный спектр. Использование же RGB-светодиодов даже в профессиональных устройствах — редкость, хотя это позволяет регулировать цветовую температуру и яркость без нарушения калибровки гамма-кривых монитора.
В последнее время производители обратили внимание не только на обычные люминофоры, изготавливаемые из редкоземельных металлов, но и на квантовые точки.
Квантовые точки не требуют использования редких компонентов и просты в производстве: достаточно в правильных условиях смешать два дешевых реактива. Из-за того, что идеально выдержать условия невозможно, квантовые точки имеют небольшие различия в размере, поэтому ширина спектра излучения составляет порядка 20 нм.
Такой ширины спектра недостаточно для того, чтобы перекрыть REC.2020 на 100%, но это значение находится очень близко.
Подсветка
Подсветка может быть как боковой (Edge), так и прямой (Direct). Изначально боковая подсветка появилась для ртутных ламп. Потом на нее перешли и светодиоды.
Прямая подсветка ограничена довольно маленькими зонами, за которые отвечают отдельные светодиоды. Она более требовательна к качеству светодиодов, но позволяет хоть как-то реализовать технологию HDR не в OLED-устройствах.
Некоторых производителей при реализации HDR не останавливает наличие боковой подсветки, что приводит к большой площади изменения локальной яркости подсветки.
Полноценный HDR возможен только на OLED — это типичное заблуждение. В студиях кинопроизводства используют все те же самые дисплеи TFT LСD, но с одним маленьким отличием. В таких мониторах дополнительная матрица TFT обеспечивает попиксельное затенение подсветки, за счет чего получается монитор, превосходящий OLED почти по всем показателям, включая нескромную цену.
Рассеиватель
Как можно понять из названия, задача этой части ЖК-экрана — получить равномерное освещение, выдаваемое источником света. Первый слой — отражающий, обычно представляет из себя комбинацию белого пластика и фольги. Следующим идет световод.
Тут используется эффект полного отражения света в диэлектрике, а чтобы свет хоть как-то мог выйти, на поверхность световода наносят мельчайшие линзы.
Аналогичный способ используют и в акриловых вывесках и указателях.
Третий и шестой слои — рассеивающая пленка. Она обладает настолько мелкой и хаотичной структурой поверхности, что снимок был сделан на грани возможностей обычного объектива.
Четвертый и пятый слои отражают большую часть света и обладают либо призматическим, либо полуцилиндрическим рельефом.
Здесь снова используется принцип полного отражения в диэлектрическом материале, но уже как в катафотах.
Свет поочерёдно отражается от двух поверхностей, образованных микроклиньями на плёнке, и возвращается обратно.
Использование двух световозвращающих пленок обусловлено тем, что на производстве, чтобы получить более качественный рельеф, проще вытягивать пленку, чем пытаться штамповать заготовку и получить что-то непригодное.
Прямая подсветка устроена по тому же принципу, только вместо световода установлены рассеивающие линзы на светодиодах.
TFT-панель
Можно подумать, что эффект «капель воды» дает антибликовое покрытие, но нет. Это вид со стороны подсветки. Мельчайшие неровности находятся на поверхности первого слоя TFT-панели — поляризующей пленки, которая приклеена к стеклянной подложке.
Основную работу по поляризации в дешевой поляризующей пленке выполняют атомы йода, вшитые внутрь полимера. А за счет 15-кратного вытягивания пленки молекулы полимера ориентируются в пространстве, и пленка получает свойства линейного поляризатора.
В отличие от демонстрационных моделей со шнурком в решетке, в реальности небольшая проводимость йода вдоль цепочки вызывает поглощение в видимом спектре вдоль ориентации.
После первого слоя преполяризатора идет непосредственно матрица TFT (тонкоплёночных транзисторов). Принцип работы всех панелей заключается в изменении поляризации света на тонкопленочных транзисторах. В зависимости от конфигурации электродов получаются разновидности TN(+film), IPS, VA. Современные панели настолько оптимизированы, что в конечном результате могут иметь как достоинства, так и недостатки панелей других типов.
Расположение слоя жидких кристаллов можно увидеть на приведенной выше схеме. Под действием электрического поля жидкие кристаллы меняют ориентацию и тем самым вращают плоскость поляризации проходящего через них света.
За ним следуют светофильтры. Они обеспечивают разбиение белого цвета на цвета субпикселей. В зависимости от полосы пропускания фильтра, меняется конечная цветопередача всего монитора. Поэтому не факт, что, заменив подсветку W-LED на RGB, вы получите монитор, который станет пригоден для решения полиграфических задач.
Анализатор — это та же самая поляризационная пленка, но ориентированная перпендикулярно поляризатору. Она превращает изображение в видимое. Удалив эту пленку с экрана, можно скрыть изображение от посторонних глаз.
Антибликовое покрытие — последний слой. Вариантов его реализации множество, но основных — не так уж много. В первую очередь, это использование пластика с низким коэффициентом преломления света, что, в свою очередь, уменьшает коэффициент отражения от экрана.
Гладкое покрытие дает более контрастную картинку при условии, что за спиной нет сильных источников света. Матовое покрытие рассеивает свет равномерно и независимо от угла падения, что снижает контраст изображения, но при этом не создает отвлекающих бликов на экране.
Компромиссом является полуматовое/глянцевое покрытие, степень рассеивания отраженного света которого зависит от угла падения.
В самых дорогих моделях встречаются и другие типы антибликовых покрытий: с поляризацией, интерференцией и переменным эффективным коэффициентом преломления.
Ну, и какой экран без управляющей электроники. От электроники зависит интерфейс подключения монитора, частота обновления, глубина цветопередачи и маленькие фичи – разгон матрицы, хранение калибровки в самом мониторе, управление подсветкой, наличие технологий синхронизации и не только.
Несмотря на кажущуюся простоту, жидкокристаллические экраны — это очень сложные устройства, объединяющие в себе множество достижений в области химии, физики и электроники.