Рачунарски монитор

Монитор или екран је електрични излазни уређај који служи за приказивање слике послате са графичке картице у склопу рачунара. На њему пратимо резултате обраде и тренутна дешавања. Служи за приказивање слова или слика које могу бити покретне или статичне. Слика која се на монитору обично приказује се ствара у графичкој картици, посебном склопу чија је функција стварање и обнављање слике. Постоји неколико различитих технологија које користе монитори. На основу примењене технологије разликујемо следеће врсте монитора:

– Монитори са катодним цевима (CRT – Catode Ray Tube) – прва позната технологија, позната још од црно белих телевизора. Данас је већ превазиђена
– Танки монитори:
– LCD монитори испуњени течним кристалом (LCD – liquid cristal display). Светлост се апсорбује, затим се на различитим деловима више или мање рeфлектује (из различитих углова се различито види)
     – Плазма монитори (слика се формира од минијатурних сијалица испуњених гасном плазмом, поређане су у мрежу између две стаклене плоче)
     – LED монитори (слика се формира од LED диода поређаних у облику мреже на екрану)

LCD екран

LCD је екран заснован на технологији течних кристала.

Течни кристали су готово провидне супстанце, који имају особине и чврсте и течне материје. Светло које пролази кроз течне кристале прати поредак молекула од којих се они састоје – што је особина чврсте материје. 1960-их година откривено је да наелектрисавање течних кристала мења њихов молекуларни поредак и самим тим и начин како светло пролази кроз њих – што је особина течности.

Од њихове појаве као медијума за дисплеје 1971. године, течни кристали су ушли у различите области које обухватају минијатурну телевизију, дигиталне фотоапарате, видео камере и мониторе. Од свог почетка, технологија се значајно развила, тако да данашњи производи више не личе на старе, неспретне монохроматске уређаје. Она се појавила пре технологија равних екрана и осигурала је свој положај у области преносних и ручних PC рачунара, где је на располагању у два облика:

  • јефтинији DSTN (dual-scan twisted nematic) – обрнути нематик са двоструким скенирањем

  • транзистор са танким филмом TFT (thin film transistor) за слику високог квалиета

Принцип рада

Први принцип једног LCD дисплеја састоји се у постављању течног кристала у „сендвич“ између две фино избраздане површине, где су бразде на једној површини нормалне (под углом од 90 степени) у односу на бразде на другој површини. Ако су молекули на једној површини поређани у правцу север-југ, а молекули на другој у правцу исток-запад, онда су они између присиљени да буду у стању обртања од 90 степени.

Светлост прати поредак молекула и зато се обрне за 90 степени док пролази кроз течни кристал. Када се течни кристал стави под напон, молекули се сами поређају вертикално, дозвољавајући светлу да прође без обртања.

slika6-47

Други принцип једног LCD дисплеја ослања се на особине поларизујућих филтара и саме светлости. Таласи природне светлости су оријентисани под случајним угловима. Поларизујући филтар је једноставно скуп веома финих паралелних линија. Ове линије дејствују као мрежа, заустављајући све светлосне таласе сем оних који су (случајно) оријентисани паралелно тим линијама. Суперпозицијом два филтра, тако да линије једног буду распоређене нормално у односу на линије другог филтра, светлост би била потпуно заустављена. Светлост би прошла кроз други поларизатор ако би његове линије биле тачно паралелне са првим, или ако би сама светлост била обрнута тако да одговара другом поларизатору.

DSTN дисплеји

Типичан обрнути нематички (TN – twisted nematic) течни кристал састоји се од два поларизујућа филтра са међусобно нормално распоређеним линијама (под углом од 90 степени) који би, као што је описано, зауставили сву светлост која би покушала да прође кроз њих. Али, између ових поларизатора се налазе обрнути течни кристали. Зато се светлост поларизује помоћу првог филтра, обрће за 90 степени помоћу течних кристала и најзад потпуно пролази кроз други поларизујући филтар. Међутим, када се прикључи електрични напон на течне кристале, молекули се престроје вертикално, дозвољавајући светлости да прође кроз њих без обртања, али се она зауставља на другом филтру. Последица тога је да ако нема напона – светлост пролази, а ако се напон укључи – нема светлости на другом крају.

image016
Код DSTN, или екрана са двоструким скенирањем, оријентација слојева за поравнање варира између 90 и 270 степени, зависно од укупне ротације течних кристала између њих. Додата је и позадинска светлост, типично у облику флуоресцентних цеви са хладном катодом, монтираних дуж горње и доње ивице панела. Светлост се расподељује по панелу помоћу пластичног светловода или призме.

Слика која се појављује на екрану, ствара се помоћу те светлости која пролази кроз слојеве панела. Уколико на LCD панел није прикључено напајање, позадинска светлост је вертикално поларизована задњим филтром и прелама се од молекуларних ланаца у течном кристалу, тако да се појављује из хоризонтално поларизованог филтра на предњем делу. Укључивање напона престројава кристале, тако да светлост не може да прође, што производи таман пиксел. Дисплеји са течним кристалима у боји једноставно користе додатне црвено, зелено и плаво обојене филтре над три посебна LCD елемента да би створили пиксел у више различитих боја.
Међутим, сам одзив LCD дисплеја пасивном матрицом је врло спор. Код брзо променљивог садржаја екрана, као што је то случај са видеом или брзим покретима миша, често се појављује „размазаност“ јер дисплеј не може да држи корак са променама свог садржаја. Поред тога, пасивна матрица изазива и појаву паразитних дуплираних слика, ефекат у коме једно подручје са укљученим пикселима изазива сенку на искљученим пикселима у истим редовима и колонама.
Овај проблем може значајно да се умањи дељењем екрана на два дела и њиховим независним освежавањем, као и усавршавањима у циљу побољшања екрана са пасивним матрицама.

Боје, осветљеност и контраст

Да би се створиле нијансе потребне за дисплеј са верним бојама, морају да постоје неки средњи нивои осветљности исмеђу пуног светла и потпуног одсуства светла које пролази кроз екран. Мењање нивоа осветљености које се тражи да би се направио дисплеј са верним бојама постиже се променом напона под који се стављају течни кристали. Течни кристали се у ствари обрћу брзином која је директно сразмерна напону, омогућавајући тако да се управља количином светлости. У пракси, ипак, промена напона дисплеја са течним кристалима нуди само 64 различите нијансе по елементу (6 бита), супротно од дисплеја у боји са катодним цевима који могу да створе 256 нијанси (8 бита). Уз употребу три елемента по пикселу, то има за резултат да дисплеји са течним кристалима у боји могу да дају максимално 262144 различите боје (18 бита), поређено са мониторима у правој боји са катодним цевима који дају 16777216 боја (24 бита).

Однос контраста је мера која показује колико је светлији чисто бели излаз у поређењу са чисто црним излазом. Што је контраст већи, то је слика оштрија, а бело ће бити чистије. У поређењу са LCD дисплејима, монитор са катодном цеви нуди далеко већи однос контраста.

Време одзива се мери у милисекундама и односи се на време које је потребно сваком пикселу да би одговорио на команду коју прима из контролера панела.

TFT екрани

Многа предузећа су усвојила технологију транзистора танког филма (TFT – Thin Film Transistor) да би побољшала екране у боји. У TFT екрану, такође познатом и као активна матрица, на LCD панел је повезана додатна матрица транзистора – по један транзистор за сваку боју (црвену, зелену и плаву) сваког пиксела. Ови транзистори управљају пикселима, елиминишући једним ударцем и проблем паразитних дуплирања слика и малу брзину одзива који муче не-TFT дисплеје са течним кристалима. Резултат су времена одзива екрана реда 25ms, односи контраста у области од 200:1 до 400:1 и вредности осветљаја између 200 и 250 cd/m2 (кандела по квадратном метру).

tft2

Елементи сваког пиксела од течних кристала су уређени тако да у њиховом нормалном стању (без укљученог напона) светлост која долази кроз пасивни филтар је „погрешно“ поларисана и зато заустављена. Али, када се напон прикључи на елементе течних кристала, они се обрћу до деведесет степени у сразмери са напоном, мењајући своју поларизацију и пуштајући да прође више светлости. Транзистори управљају степеном обртања и сходно томе интензитетом црвених, зелених и плавих елемената сваког пиксела који уобличава слику на екрану.

tft

TFT екрани могу да се направе много тањим од LCD-ова, што их чини лакшим, а брзине освежавања са сада приближавају онима које имају катодне цеви, јер раде око десет пута брже од DSTN екрана. VGA екрани захтевају око 921000 транзистора (640x480x3), док је за резолуцију од 1024×768 потребно 2359296 транзистора. LCD је увек израђен тако да буде прилагођен раду у одређеној резолуцији која је једнака броју молекула течних кристала, тј. пиксела, нпр. екран од 15″ LCD прилагођен је резолуцији од 1024×768 пиксела, и то је његова природна резолуција: једна RGB триода – један пиксел.

Advertisements

One thought on “Рачунарски монитор

  1. Повратни пинг: Излазни уређаји – Рачунари и програмирање

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s