Мониторы и видеоадаптеры

 Мониторы и видеоадаптеры

Монитор (дисплей) предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Монитор работает под управлением специ- ального аппаратного устройства видеоадаптера, который предусматри- вает два возможных режима – текстовый и графический.

В текстовом режиме экран разбивается на 25 строк по 80 позиций в каждой строке (всего 2000 позиций). В каждую позицию (знакоместо) может быть выведен любой из символов кодовой таблицы – прописная или строчная буква латинского или русского алфавита, служебный знак («плюс», «минус», «точка» и т.д.), символ псевдографики, а также гра- фический образ почти каждого управляющего символа.

В графическом режиме изображение формируется почти так же, как и на экране телевизора, – мозаикой, совокупностью точек, каждая из ко- торых окрашена в тот или иной цвет. В обычно EGA выводит на экран 640 точек по горизонтали и 350 строк, VGA – 640 точек и 480 строк, SVGA – 640*480, 800*600, 1024*768 и более. Число возможных цветов каждой точки («палитра») зависит от типа адаптера, и от его разрешения, и от объема видеопамяти, расположенной на видеоадаптере. Минимальный элемент изображения на экране (точка) называется пикселем – от английского «picture element».

С параметрами видеоадаптера не следует путать физические характеристики монитора – размер зерна люминофора (например, 0,39 мм, 0,31 мм, 0,28 мм и меньше) и размер экрана по диагонали (на- пример, 14, 15, 17, 19, 21 дюймов, 1 дюйм = 25,4 мм).

Четкость изображения на экране определяется и физическими дан- ными монитора, и разрешающей способностью видеоадаптера, а также качеством исполнения аппаратурных элементов видеосистемы (напри- мер, качеством слоя люминофора).

Одной из наиболее важных составных частей любого персонального компьютера является его видеоподсистема. Под этим понятием обычно подразумевают монитор, плату видеоадаптера и набор соответствующих программ-драйверов, поставляемых в комплекте с адаптером или в составе прикладных пакетов. Оба вышеназванные устройства (монитор и видеоадаптер) очень плотно взаимодействуют между собой, поэтому, говоря об одном из них, приходится упоминать и другое.

Были распространены мониторы с видеоадаптерами EGA (Enhanced Graphic Adapter улучшенный графический адаптер), VGA (Video Graphic Array – видеографическая матрица) и SVGA (SuperVGA) . Адаптер EGA сохранился на старых машинах, в современных компьютерах уже не ис- пользуется.

Основные характеристики изображения в графическом режиме – разрешающая способность видеоадаптера, т.е. количество точек, выво- димых по горизонтали и вертикали, и число возможных цветов каждой точки. За исключением портативных, подавляющее большинство совре-

менных настольных компьютеров используют мониторы на базе элек- тронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Принцип действия подобных мониторов мало чем отличается от обычного телевизора и заключается в том, что испускаемый электродом (электронной пушкой) пучок электронов, попа- дая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение. На пути пучка электронов обычно находятся дополнительные электроды: откло- няющая система, позволяющая изменять направление пучка, и модуля- тор, регулирующий яркость получаемого изображения. Заметим, что любое текстовое или графическое изображение на экране монитора компьютера (как, впрочем, и телевизора) состоит, вообще говоря, из множества светящихся дискретных точек люминофора, называемых также пикселями (pixel – picture element). Электронный луч в этом случае периодически сканирует весь экран, образуя на нем близко расположен- ные строки развертки. Именно этот шаблон и называется растром, по- этому такие дисплеи называют еще растровыми. По мере движения лу- ча по строкам видеосигнал, подаваемый на модулятор, изменяет яр- кость определенных пикселей, образуя некоторое видимое изображе- ние. Разрешающая способность монитора определяется числом эле- ментов изображения, которые воспроизводятся по горизонтали и верти- кали, например, 640х480 или 1024х768 пикселей. Сразу же заметим, что существуют несколько стандартных типоразмеров экранов мониторов, используемых для IBM-совместимых персональных компьютеров: 14, 15, 17, 19, 20 и 21 дюйм (по диагонали).

Для формирования растра в мониторе используются специальные управляющие сигналы. В цикле сканирования луч движется по зигзаго- образной траектории от левого верхнего угла экрана до нижнего право- го. Прямой ход луча по горизонтали осуществляется сигналом строчной (горизонтальной) развертки, а по вертикали – (вертикальной) кадровой. Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку следующей строки (обратный горизонтальный ход луча) и из крайней правой позиции последней строки экрана в крайнюю левую позицию первой строки (вертикальный обратный ход луча) осуществляется спе- циальными сигналами обратного хода.

Наиболее важными для монитора являются следующие параметры: частота вертикальной синхронизации (кадровая развертка), частота го- ризонтальной синхронизации (строчная развертка) и полоса пропуска- ния видеосигнала. Кадровая частота определяется обычно в герцах и во многом определяет устойчивость изображения (отсутствие мерцаний) Как известно, человеческий глаз воспринимает смену изображений с частотой выше 20-25 Гц практически как непрерывное движение. Чем выше частота кадров, тем устойчивее изображение. Однако повышение этой частоты требует увеличения частоты строчкой развертки, так как уменьшается время, отводимое на формирование каждой точки изобра- жения. Частота строк в килогерцах, вообще говоря, определяется произ-

ведением частоты вертикальной развертки на количество выводимых строк в одном кадре (разрешающая способность по вертикали). Полоса видеосигнала, измеряемая в мегагерцах, определяет самые высокие частоты в видеосигнале. Приблизительно эта величина может быть оп- ределена произведением количества точек в строке (разрешающая спо- собность по горизонтали) на частоту строчной развертки. Например, ор- ганизация VESA (Video Electronics Standards Association) рекомендовала использовать следующие частоты кадровой развертки (см. табл. 3):

Табл. 3

Не менее значимым фактором, чем частота кадровой развертки, яв- ляется способ формирования изображения на экране монитора в режи- мах высокого разрешения – строчный или чересстрочный. При строчном способе формирования изображения все строки кадра выводятся в те- чение одного периода кадровой развертки, при чересстрочном – за один период кадровой развертки выводятся четные строки изображения, а за следующий – нечетные. Таким образом, говорят, что один кадр делится на два поля. Последний способ, кстати, используется и в телевизорах. Совершенно нетрудно заметить, что в случае чересстрочной развертки эквивалентная частота кадров снижается вдвое. Это позволяет доста- точно легко увеличивать разрешающую способность монитора, хотя и в ущерб качеству изображения.

Некоторые исследования, проведенные различными организациями здравоохранения, показали, что излучения, сопровождающие работу монитора, могут существенно сказываться на здоровье человека. Заме- тим, что спектр этого излучения достаточно широк, это и мягкое рентге- новское излучение, и инфракрасное, и радиоизлучение, а также элек- тростатические поля. Мониторы должны соответствовать тестам SSI 3/92 Шведского национального института защиты от излучения.