Transcript Monitory historia i technologia obrazu, telewizor a monitor

Urządzenia techniki komputerowej
Identyfikacja i charakteryzowanie
urządzeń zewnętrznych komputera
Monitory: historia i technologia obrazu, telewizor
a monitor
Cel zajęć
W toku lekcji nauczysz się:
• zasad działania kineskopu
• podstawowych pojęć związanych
z wyświetlaniem obrazu i jego parametrami
• różnic w parametrach pomiędzy telewizorem
a monitorem komputerowym
• zależności pomiędzy parametrami karty
graficznej a parametrami monitora
• zależności pomiędzy parametrami monitora
a ergonomią pracy
2
Agenda
•
•
•
•
•
3
Zasady działania kineskopu
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
Telewizor vs monitor komputerowy
Karta graficzna a parametry monitora
Parametry monitora a ergonomia pracy
Przypomnienie
Parametry pracy karty graficznej
Rozdzielczość
• Jest to liczba punktów wyświetlanych w danej
chwili na ekranie
• Podaje się w pikselach
• Im większa rozdzielczość, tym mniejszy piksel,
czyli wyraźniejszy obraz
• Popularne rozdzielczości: 800 x 600, 1024 x 768
4
Przypomnienie
Parametry pracy karty graficznej
Częstotliwość odświeżania
• Określa ile razy w ciągu 1s obraz jest wyświetlany
na ekranie
• Podaje się w hercach
• Im wyższa częstotliwość, tym bardziej stabilny
obraz
• Wartość minimalna to 75 Hz
5
Przypomnienie
Parametry pracy karty graficznej
Liczba wyświetlanych kolorów
• Ściśle zależy od możliwości karty graficznej
• Typowo karty obsługują generowanie od 256 do
16 milionów kolorów
6
Agenda
•
•
•
•
•
7
Zasady działania kineskopu
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
Telewizor vs monitor komputerowy
Karta graficzna a parametry monitora
Parametry monitora a ergonomia pracy
Zasady działania kineskopu
Kineskop (lampa katodowa, CRT – ang. Cathode
Ray Tube) - służy do wyświetlania obrazu, stosowany
do budowy odbiorników TV od 1930 roku.
8
Zasady działania kineskopu
Działo elektronowe emituje elektrony, które po przejściu
przez maskę uderzają w luminofor, powodując
świecenie zawartych tam atomów fosforu
9
Zasady działania kineskopu
Działo elektronowe odpowiedzialne jest tylko
za wystrzelenie elektronów
• w kineskopach kolorowych wykorzystuje się
najczęściej trzy osobne działa, każde wysyłające
elektrony, które docierają do punktów o innym kolorze
podstawowym.
10
Zasady działania kineskopu
Cewki - potężne elektromagnesy, które odchylają
elektrony z ich pierwotnego kursu.
• precyzyjne zmiany pola magnetycznego
wytwarzanego przez cewki powodują, że strumień
elektronów omiata z góry na dół każdą linię ekranu
• kineskopy monochromatyczne - jedna wiązka
nieprzerwanie przebiega ekran z góry ku dołowi.
• kineskopy kolorowych - trzy działa wytwarzają trzy
wiązki, które w sposób ciągły omiatają ekran od góry
ku dołowi.
11
Zasady działania kineskopu
• wiązka elektronów, musi zostać mocno odchylona
podczas przejścia przez zespół elektromagnesów.
• konieczność zachowania konwergencji i ostrości
obrazu wymusza dokładne ogniskowanie.
• łatwiej je przeprowadzić, gdy mamy do czynienia
z małymi kątami odchylenia strumienia
w stosunku do pierwotnego toru lotu.
• w przypadku dużych kątów utrzymanie zbieżności
w narożnikach jest bardzo trudne i wymaga
stosowania zaawansowanych układów
elektronicznych.
12
Zasady działania kineskopu
13
Zasady działania kineskopu
Maska - cienka przesłona z otworami lub szczelinami.
• eliminuje cząsteczki, które nie trafiłyby dokładnie w
punkt docelowy.
• każdy otwór przesłony (zwanej również ze względu na
budowę maską perforowaną), odpowiada jednej
kropce na powierzchni luminoforu.
• dzięki masce zapalane są tylko te punkty, które mają
być rozświetlone - inne pozostają ciemne.
14
Zasady działania kineskopu
Rodzaje masek
• perforowana (inwarową, typu delta).
– cienki perforowany arkusz, zwykle wytworzony ze
stopu metali zwanego Inwarem, umieszczony tuż
przed luminoforem.
• Trinitron
– rodzaj sita utworzonego z precyzyjnie
rozmieszczonych, cienkich, pionowych drutów,
poprawę stabilizacji i zbieżności obrazu stosowane
są dwa poziome druty rozmieszczone na jednej
trzeciej i dwóch trzecich wysokości ekranu.
15
Zasady działania kineskopu
Maska
typu:Trinitron
16
Maska: perforowana
Agenda
•
•
•
•
•
17
Zasady działania kineskopu
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
Telewizor vs monitor komputerowy
Karta graficzna a parametry monitora
Parametry monitora a ergonomia pracy
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
• DPMS (Display Power Management Signalling
System) - mechanizm oszczędzania energii
polegający na obniżeniu poboru prądu przez monitor.
W trybie uśpienia wyłączane są obwody odchylania
(cewka) i żarzenia kineskopu
• Efekt mory - zniekształcenie cyfrowego obrazu
polegające na tworzeniu się regularnych struktur
geometrycznych. W przypadku monitorów szczególnie
zauważalne przy wyświetlaniu obszarów o bardzo
dużej ilości drobnych szczegółów
18
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
• Konwergencja (zbieżność) - zdolność monitora
do skupiania w jednym punkcie elektronów
wystrzeliwanych z działa czerwonego, zielonego
i niebieskiego
19
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
• Z powodu niedokładnego odchylenia trzy strumienie
elektronów nie przechodzą przez właściwy otwór
w masce. W konsekwencji na obrazie powstają
kolorowe cienie.
Tak powstaje błąd
konwergencji:
20
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
• Częstotliwość odświeżania (pionowa) - określa,
ile razy w ciągu sekundy tworzony jest obraz. Według
normy TCO '99 ergonomiczne minimum, powyżej
którego oko ludzkie nie dostrzega migotania, to 85 Hz.
21
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
• OSD (On Screen Display) - cyfrowy system
sterowania parametrami wyświetlania obrazu
za pomocą menu na ekranie monitora
OSD
22
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
• Plamka - odległość pomiędzy dwoma najbliższymi
luminoforami o tym samym kolorze, mierzona wzdłuż
przekątnej ekranu. Wielkość plamki podawana jest
zawsze w milimetrach.
W kineskopach z maską szczelinową wielkość plamki
jest szerokością pojedynczej triady luminoforu.
23
Agenda
•
•
•
•
•
24
Zasady działania kineskopu
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
Telewizor vs monitor komputerowy
Karta graficzna a parametry monitora
Parametry monitora a ergonomią pracy
Telewizor vs monitor komputerowy
Obraz telewizyjny
• budowany jest z dwóch półobrazów, generowanych
naprzemiennie.
• jeden półobraz zawiera parzyste, drugi nieparzyste
linie
25
Telewizor vs monitor komputerowy
Standardy telewizyjne:
• NTSC (ang. National Television Standards Committee)
rozdzielczość 525 linii na ramkę, obraz generowany z
częstotliwością 60 Hz (30 Hz
dla pełnego obrazu)
• PAL-u (Phase Alternating Line), rozdzielczość 625 linii
na ramkę, obraz generowany z częstotliwością 50 Hz
(25 Hz dla pełnego obrazu)
26
Telewizor vs monitor komputerowy
Monitory komputerowe
• nowoczesne modele monitorów bez trudu osiągają
rozdzielczości 1200x1024, a nawet 1600x1200
punktów, przy częstotliwości odświeżania wynoszącej
minimum 60 Hz.
27
Agenda
•
•
•
•
•
28
Zasady działania kineskopu
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
Telewizor vs monitor komputerowy
Karta graficzna a parametry monitora
Parametry monitora a ergonomia pracy
Karta graficzna a parametry monitora
• Parametry monitora - szerokość pasma wideo,
częstotliwość odchylania poziomego i prędkość
odświeżania - są ze sobą ściśle powiązane.
• Przykład:
kupujemy nowy monitora chcemy, aby wyświetlał on
obraz w rozdzielczości 1280x1024 z częstotliwością
odświeżania 85 Hz. Jakie powinno być pasmo
przenoszenia i częstotliwość odchylania poziomego,
aby powyższe warunki zostały spełnione?
29
Karta graficzna a parametry monitora
Do obliczeń możemy wykorzystać następujący wzór:
FH = ((N * FV) * 110%) / 1000 [kHz]
gdzie:
FH - częstotliwość odchylania poziomego [kHz]
FV - częstotliwość odświeżania obrazu [Hz]
N - liczba poziomych linii obrazu
30
Karta graficzna a parametry monitora
• poziomych linii obrazu jest N = 1024
• chcemy, by były one wyświetlane w ciągu jednej
sekundy 85 razy (FV = 85 Hz),
• mnożymy obie wartości przez siebie i zwiększamy
wynik o 10% (margines związany z czasem,
potrzebnym plamce na powrót do lewego górnego
rogu ekranu)
• otrzymany wynik dzielimy przez 1000 i otrzymujemy
FH = 95,74 kHz - częstotliwość odchylania
poziomego jaką musi mieć monitor, aby wyświetlał
obraz w rozdzielczości 1280x1024/85 Hz
31
Karta graficzna a parametry monitora
• Pasmo przenoszenia, określa, jaka maksymalna
liczba punktów może być wyświetlona w ciągu jednej
sekundy na ekranie.
• Obliczymy, jakie pasmo przenoszenia powinien mieć
monitor, aby móc wyświetlać obraz 1280x1024/85 Hz.
32
Karta graficzna a parametry monitora
Korzystamy ze wzoru:
PP = ((M * FH) * 120%) / 1000 [MHz]
gdzie:
PP - pasmo przenoszenia
M - liczba punktów w jednej poziomej linii obrazu
33
Karta graficzna a parametry monitora
• Mnożymy liczbę punktów w poziomej linii obrazu
M = 1280 przez częstotliwość odchylania poziomego
FH = 95,74 kHz i dodatkowo dodajemy 20% zapasu.
• Otrzymany wynik 147,06 MHz jest równy
wymaganemu pasmu przenoszenia.
34
Agenda
•
•
•
•
•
35
Zasady działania kineskopu
Pojęcia związane z wyświetlaniem obrazu
Telewizor vs monitor komputerowy
Karta graficzna a parametry monitora
Parametry monitora a ergonomia pracy
Parametry monitora a ergonomia pracy
• Wyświetlacze podczas pracy wytwarzają szkodliwe
pole elektromagnetyczne.
• TCO - ogólnie przyjętą w Europie i na świecie normę
bezpieczeństwa i ergonomii pracy dla monitorów
kineskopowych opracowana w 1992 roku przez
Szwedzką Konfederację Pracodawców.
• MPRII (ang. Maximum Permitted Radiation maksymalna dozwolona dawka promieniowania)
- Stworzona w 1990 r. w Szwecji norma emisji
promieniowania dla monitorów komputerowych
36
Parametry monitora a ergonomia pracy
• Uznaje się że ergonomiczną i komfortową pracę
zapewniają monitory wyświetlające obraz z
częstotliwością przynajmniej 85 Hz
37
Ćwiczenie
38
Ćwiczenia
• Jakie są różnice w parametrach pomiędzy
telewizorem a monitorem komputerowym?
• Wyjaśnij następujące pojęcia: efekt mory, plamka,
OSD
39
Podsumowanie
Po zakończeniu tej lekcji będziesz wiedział i umiał:
• powiedzieć jakie są zasady działania kineskopu
• wyjaśnić podstawowe pojęcia związane
z wyświetlaniem obrazu i jego parametrami
• przedstawić różnice w parametrach pomiędzy
telewizorem a monitorem komputerowym
• wyjaśnić jakie są zależności pomiędzy
parametrami karty graficznej a parametrami
monitora
• powiedzieć jakie są zależności pomiędzy
parametrami monitora a ergonomią pracy
40
Pytania
41