Монитор

ЭЛТ-мониторы

Размер зерна (шаг решетки)

Одним из определяющих параметров монитора является размер зерна (см. «Кинескоп»). Эта характеристика в определенной степени позволяет судить о качестве воспроизводимого изображения на мониторе. Чем меньше шаг решетки, тем меньшие размеры могут иметь различимые детали изображения, то есть изображение будет четче. Но судить о качестве монитора только по этому параметру нельзя, так как изображение может иметь неудовлетворительное качество из-за плохой фокусировки, сведения и других параметров.

Сведение электронных лучей

При оценке качества монитора необходимо уделить внимание сведению электронных лучей по всему рабочему полю экрана (см. «Кинескоп»). Для получения качественного изображения необходимо, чтобы было точное геометрическое соответствие засвечиваемых люминофоров, относящихся к одному пикселу. Так, для отображения точки белого цвета должны засвечиваться люминофоры зеленого, синего и красного (в определенной пропорции световой мощности), находящиеся друг от друга на расстоянии не более чем полпиксела. Иначе, например, тонкая линия розового цвета, получаемая смешением синего и красного цветов, распадется на две: синюю и красную линии. То есть картины, реализуемые каждым прожектором, получаются геометрически несогласованными. Это пагубно отражается в первую очередь на качестве воспроизведения символов. Мелкие буквы становятся плохо читаемыми и приобретают «радужную» окантовку.

Чистота цвета

При правильном сведении лучей каждый луч попадает строго на соответствующие ему люминофоры, и соблюдается чистота цветов, то есть цвета воспроизводятся правильно. Иначе на однородном цветовом поле возникают цветные «пятна» что приводит к неправильному воспроизведению тонов изображения. Также локальные участки нарушения чистоты цвета могут вызывать расположенные рядом с монитором источники магнитного поля (например, неэкранированные громкоговорители). Длительное их воздействие может намагнитить напыление задней стенки кинескопа, поэтому для устранения намагниченности необходимо произвести цикл процедур размагничивания (degause). В некоторых моделях это происходит автоматически при включении или выключении питания, а в некоторых имеется дополнительная «спецфункция» размагничивания. Хотелось бы отметить, что во многих старых мониторах работа плохо экранированного трансформатора внутреннего блока питания играла существенную роль в искривлении кромки изображения (левой или правой).

Фокусировка электронных лучей

Большое значение в формировании четкого и насыщенного изображения имеет фокусировка. Если засвечиваемый люминофор находится не в фокальной плоскости электронного луча, то значительная часть энергии луча попадет на соседние люминофоры. Для получения четкого изображения необходимо, чтобы электронный пучок фокусировался точно на люминофоре. Иначе луч будет засвечивать соседние люминофоры. Это вызывает заметное ухудшение резкости изображения, насыщенности цветов и контрастности. Поскольку рабочая поверхность кинескопа монитора имеет не сферическую форму (или сферическую, но с радиусом кривизны, превышающим глубину кинескопа), расстояние, которое должны преодолеть электроны от электронной пушки до люминофоров, различно для центральных и для крайних областей экрана. В профессиональных моделях используют системы динамического фокуса, которые в зависимости от положения развертывающего луча изменяют параметры магнитной фокусирующей системы. А некоторые производители (например, NEC) изготавливают матрицы с различной формой сечения люминофоров, в которых люминофоры по краям экрана имеют вытянутую форму в направлении искажения апертуры. Тем самым добиваются уменьшения засветки соседних люминофоров и получают более контрастное и четкое изображение. Но иногда имеется возможность самостоятельно отрегулировать общую фокусировку с помощью регуляторов, находящихся внутри монитора (подробно смотрите в «Регулировка фокусировки монитора»).

Муар

Еще одним неприятным эффектом при работе монитора является «муар» — эффект наложения растра на люминофорную сетку. На достаточно высоких режимах работы (зависящих от модели монитора) несовпадение вертикальных и горизонтальных направлений изображения с рядами и столбцами рабочей поверхности кинескопа при отображении мелкой сетки формирует ложную волнообразную фигуру. Часто, образно говоря, муар вызывает эффекты «разрезанной луковицы» (или капусты). Из-за дискретности изображения и дискретности рабочего слоя кинескопа муарные искажения схожы с искажениями так называемого «лестничного эффекта», широко известного в компьютерной графике. При этом участки тонкой вертикальной или горизонтальной линии пикселов принадлежат разным рядам или столбцам люминофоров, поэтому линия как бы «перелезает» из одного ряда в другой в участках полного несовпадения, в которых и появляются потеменения.

Как уже было отмечено при рассмотрении сведения лучей, намагниченность кинескопа или влияние посторонних электромагнитных излучений может вызвать искажение траектории электронных пучков. Так и здесь можно сказать, что указанные факторы влияют на величину муарных искажений. В худших случаях муар появляется не только на мелкой сетке, но и даже на равномерном цветовом поле. Помимо этого могут возникать «динамические» муарные эффекты, когда изображение формируется геометрически нестабильно (плавают строки). Это вызывает неприятные волнообразные колебания или «дождь» на вертикальных элементах изображения.

Частота кадровой развертки

Ощущение комфортности работы за монитором зависит в большой степени от частоты регенерации изображения (частота кадровой развертки). Чем выше частота кадров, тем меньше раздражение глаз. С годами нижний порог частоты регенерации поднимался ассоциацией VESA несколько раз и сейчас находится на уровне 85 Гц. У каждого человека своя чувствительность к мерцанию изображения, но одно очевидно: на малых частотах работать не рекомендует никто. Но что интересно, так это то, что при работе с очень высокой частотой 120-160 Гц (особенно на больших мониторах), мерцание наоборот начинает мешать работе. Электронный луч не успевает достаточно засветить люминофор, и он гаснет быстрее. Поэтому приходится дополнительно увеличивать яркость и контрастность.

Ширина полосы пропускания видеоусилителя

Если полоса пропускания видеоусилителя (bandwidth) монитора уже, чем ширина спектра сигнала, принимаемого от видеоконтроллера, то изображение может значительно потерять резкость. Это связано с тем, что резкие высокочастотные всплески видеосигнала будут «заваливаться» (искажаться) видеоусилителем, и будут происходить фазочастотные искажения. Это приводит к тому, что горизонтальные линии на контрастном фоне будут иметь блеклое продолжение, а вертикальные — блеклые повторы. В итоге четкость картинки будет неудовлетворительная, и текст будет малочитабелен, особенно белый на черном фоне.

Избавиться от такого эффекта можно только понижением кадровой частоты (до разумного предела, естественно). Для ясности приведу пример: в мониторе ViewSonic 15GS видеоусилитель имеет полосу пропускания 85 МГц. В режиме работы с разрешением 1024х768 с номинальной частотой кадровой развертки 85 Гц ширина полосы видеосигнала будет более 90 МГц. Действительно, во многих «тестированиях» в компьютерных журналах указывалось, что максимальное комфортное разрешение для 15GS — это 800х600. Но в режиме 1024х768 75 Гц этот 15"-ый монитор имеет удовлетворительное качество изображения. И не смотря на то, что 75 Гц эргономически хуже 85 Гц, в режиме 1024х768 75 Гц работать с 15GS намного легче.

Необходимо отметить, что повторы изображения могут также являться следствием применения некачественных устройств в связке видеоконтроллер-монитор: соединительный информационный кабель, АЦП видеоконтроллера или разветвитель видеосигнала.

Стабилизация изображения

Бывает, что монитор имеет некачественный стабилизатор высокого напряжения, ускоряющего электронные пучки. Тогда, если изображение темное, то оно выглядит суженным, а яркое — широким. Это связано с тем, что при формировании яркого изображения электронная пушка подсаживает источник высокого напряжения, и на ускоряющий анод сетки подается пониженное напряжение. Вследствие чего медленные электроны отклоняются сильнее и картинка расширяется. Этот эффект вызывает также искривления изображения, если оно имеет неравномерную яркость. На рисунке вы можете видеть, как на некоторых мониторах выглядит прямоугольная рамка, если в центре находится большая яркая область (кверху трапецивидное расширение, книзу — сужение). Следствием плохой стабилизации может оказаться плохое сведение по краям экрана. Если монитор используется для бытовых задач, то плохая стабилизация изображения не приносит большого неудобства. Но для профессиональных задач, особенно для CAD, она может оказывать отрицательное влияние на работу.

Плоскопанельные мониторы

Жидкокристаллические экраны

Уникальные возможности стали доступны с момента изобретения активно-матричных дисплеев. Портативность, низкое потребление энергии, отсутствие мерцания изображения, прекрасные геометрико-оптические характеристики — все это было достигнуто благодаря технологии тонкопленочных транзисторов TFT в активной матрице (принцип работы смотрите «ЖК-экран»). Благодаря этому ЖКД широко используются как высококачественные мониторы различного назначения. Только ограничение на температурный режим и сложность изготовления больших панелей не позволяет применять их на улице в качестве рекламных щитов.

Плазменные мониторы

Если необходима высококачественная картинка большого размера, на помощь приходит плазменный монитор (принцип работы смотрите «Плазменный экран»). Из-за высокой потребляемой мощности плазменные панели не используются в портативных устройствах, но как мониторы с большой диагональю плазменные дисплеи вне конкуренции.

Качественные характеристики плоскопанельных мониторов

При оценивании качества данных мониторов нужно все еще уделять большое внимание яркости и контрастности экрана (динамическому диапазону). Тогда как оценивание фокуса и сведения у плоских экранов — занятие достаточно бессмысленное. Но несмотря на это, динамические муарные искажения все-таки возникают. Но эта проблема должна уйти сама собой при полном отказе от аналоговых интерфейсных соединительных кабелей. Двойные каскады преобразования сигнала ЦАП-АЦП, особенно заметны при просмотре DVD-видео. В итоге, на экране появляется раздражающий «снег» или дрожание строк, а хуже того и повторы.